JPH10207278A - Fixing device with induction heating - Google Patents
Fixing device with induction heatingInfo
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- JPH10207278A JPH10207278A JP1248997A JP1248997A JPH10207278A JP H10207278 A JPH10207278 A JP H10207278A JP 1248997 A JP1248997 A JP 1248997A JP 1248997 A JP1248997 A JP 1248997A JP H10207278 A JPH10207278 A JP H10207278A
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- roller
- fixing
- fixing device
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- Fixing For Electrophotography (AREA)
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子写真式
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、誘導加熱を利用し
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 a fixing device used for, for example, an electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile, and the like, and more particularly, to a fixing device for fixing a toner image to a recording medium using induction heating. About.
【0002】[0002]
【従来の技術】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保持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。2. Description of the Related Art An electrophotographic copying machine, a printer, a facsimile, and the like are provided with a fixing device for fixing a toner image held on a sheet such as recording paper or a transfer material as a recording medium onto the sheet. .
【0003】定着装置には種々の方式があるが、一般的
な熱ローラ方式の定着装置は、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
中空円筒形状に形成され、その内部に、当該定着ローラ
を加熱するための熱源が設けられている。この熱源によ
り、定着ローラは、トナーを熱溶融して定着に必要な所
定の定着温度まで加熱される。There are various types of fixing devices, and a general heat roller type fixing device includes a fixing roller for thermally melting toner on a sheet, and a pressure roller for pressing and holding the sheet by pressing the fixing roller. And a roller. The fixing roller is formed in a hollow cylindrical shape, and a heat source for heating the fixing roller is provided inside the fixing roller. By this heat source, the fixing roller is heated to a predetermined fixing temperature required for fixing by fusing the toner by heat.
【0004】熱ローラ定着装置における熱源としてはハ
ロゲンランプなどの管状ヒータが一般的に用いられ、こ
のハロゲンランプを定着ローラの中心軸上に配置し、ハ
ロゲンランプの輻射熱により定着ローラを加熱してい
る。このようなハロゲンランプ加熱方式の定着装置は、
コストの面では低価格ではあるものの、輻射熱による加
熱であるため熱効率が低く、エネルギーロスが大きいと
いう欠点があった。As a heat source in the heat roller fixing device, a tubular heater such as a halogen lamp is generally used. This halogen lamp is arranged on the center axis of the fixing roller, and the fixing roller is heated by radiant heat of the halogen lamp. . Such a halogen lamp heating type fixing device is
Although it is inexpensive in terms of cost, it has the drawback of low thermal efficiency and large energy loss due to heating by radiant heat.
【0005】このような欠点を解決し、近年の省エネル
ギー化の要請に応えるべく、誘導加熱方式の定着装置が
提案されている。In order to solve these drawbacks and respond to recent demands for energy saving, a fixing device of an induction heating system has been proposed.
【0006】例えば、特公平4−73155公報には、
導電性の定着ローラ内部に、閉磁路を形成するコアを貫
通し、巻線を螺旋状に巻回して形成したコイルを定着ロ
ーラ内部に同心状に配置した誘導加熱定着装置が記載さ
れている。この定着装置では、コイルに通電してコア内
に磁束を生じさせ、この磁束によって定着ローラに誘導
電流を誘起させて、定着ローラをジュール発熱させてい
る。For example, Japanese Patent Publication No. 4-73155 discloses that
An induction heating fixing device is described in which a coil formed by spirally winding a coil is formed through a core forming a closed magnetic path inside a conductive fixing roller and concentrically arranged inside the fixing roller. In this fixing device, the coil is energized to generate a magnetic flux in the core, and the magnetic flux induces an induced current in the fixing roller, thereby causing the fixing roller to generate Joule heat.
【0007】このような誘導加熱を用いた定着装置は、
定着ローラなどの発熱体を電磁誘導により直接発熱させ
る形態であるため、ハロゲンランプ加熱方式と比較し
て、熱変換効率が高く、より少ない電力で、定着ローラ
表面を定着温度まで迅速に昇温させることが可能とな
り、省エネルギー化の要請に応え得る。特に上記公報の
如く閉磁路を形成するコアを有するものは磁束の漏れが
ほとんどなく、効率よく定着ローラに2次電流を生じさ
せることができるので、省エネルギー効果が高く、大型
の高速複写機や高速プリンタなどに適している。A fixing device using such induction heating is:
Since the heating element, such as the fixing roller, is heated directly by electromagnetic induction, the heat conversion efficiency is higher and the power of the fixing roller surface is quickly raised to the fixing temperature with less power compared to the halogen lamp heating method. It is possible to meet the demand for energy saving. In particular, those having a core that forms a closed magnetic path as described in the above publication have almost no leakage of magnetic flux and can efficiently generate a secondary current in the fixing roller. Suitable for printers, etc.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上記公報にも示される
ように、コアが貫通した定着ローラを備えた定着装置で
は、定着ローラを回転自在に支持するために、ローラの
軸方向位置を規制する金属製固定リングや、金属製ベア
リングや、金属製支持フレームなどを有するローラ支持
構造体が設けられている。As described in the above publication, in a fixing device provided with a fixing roller having a core penetrated, an axial position of the roller is regulated to rotatably support the fixing roller. A roller support structure having a metal fixing ring, a metal bearing, a metal support frame, and the like is provided.
【0009】ところが、このようなローラ支持構造体の
金属からなる部分に、コアを介して磁気ループが形成さ
れる虞がある。このような場合には、ローラ支持構造体
が誘導加熱されてしまうことから、その分だけ電力の損
失が大きくなり、定着ローラ自体の発熱量が減ってしま
うという問題がある。However, there is a risk that a magnetic loop may be formed via a core in such a portion of the roller support structure made of metal. In such a case, since the roller support structure is heated by induction, there is a problem that the power loss is increased by that much and the heat generation amount of the fixing roller itself is reduced.
【0010】本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決
するためになされたものであり、コアが貫通した加熱回
転体を回転自在に支持する支持構造体に磁気ループが形
成される虞をなくし、もって、加熱回転体のみを安定し
て誘導発熱させ、省電力を達成し得る誘導加熱定着装置
を提供することを目的とするSUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems associated with the prior art, and eliminates the possibility that a magnetic loop is formed in a support structure that rotatably supports a heating rotator having a core penetrated therein. Accordingly, an object of the present invention is to provide an induction heating fixing device capable of stably inducing heat generation only in a heating rotator and achieving power saving.
【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
の本発明に係る誘導加熱定着装置は、導電性部材で形成
された中空円筒形の加熱回転体と、前記加熱回転体に圧
接し、トナーを保持した記録媒体を前記加熱回転体との
間で挟持する加圧回転体と、前記加熱回転体内の中空部
に一部が挿通され、閉磁路を形成するコアと、前記コア
に巻装されて前記加熱回転体の前記中空部に配置され、
前記加熱回転体を誘導加熱するコイルと、を有する誘導
加熱定着装置において、前記加熱回転体を回転自在に支
持する支持構造体に、前記コアを介して磁気ループが形
成されることを阻止する遮断手段を設けたことを特徴と
する誘導加熱定着装置である。According to the present invention, there is provided an induction heating and fixing apparatus according to the present invention, wherein a hollow cylindrical heating rotator formed of a conductive member is pressed against the heating rotator, A pressurizing rotator holding a recording medium holding toner between the heating rotator, a core partially inserted into a hollow portion of the heating rotator to form a closed magnetic path, and being wound around the core; Being placed in the hollow portion of the heating rotator,
A coil for induction-heating the heating rotator, wherein an induction heating and fixing device having a coil for preventing the formation of a magnetic loop via the core in the support structure rotatably supporting the heating rotator. Means for fixing by induction heating.
【0012】このように構成した誘導加熱定着装置で
は、支持構造体に磁気ループが形成される虞がなくな
る。このため、支持構造体で電力が無駄に消費されるこ
とが防止され、加熱回転体のみを安定して誘導発熱させ
ることができ、定着装置における省電力が達成される。[0012] In the induction heating fixing device configured as described above, there is no possibility that a magnetic loop is formed in the support structure. For this reason, power is prevented from being wastefully consumed by the support structure, only the heating rotator can be stably induced to generate heat, and power saving in the fixing device is achieved.
【0013】前記遮断手段は、前記支持構造体に形成し
たエアギャップや、前記支持構造体に配置した絶縁部材
から構成するとよい。[0013] The blocking means may comprise an air gap formed in the support structure or an insulating member arranged in the support structure.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しつつ説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0015】図1は、本発明に係る誘導加熱定着装置を
組み込んだ画像形成装置としての複写機を示す概略構成
図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a copying machine as an image forming apparatus incorporating the induction heating fixing device according to the present invention.
【0016】複写機100は、図示するように、原稿を
読み取るイメージスキャナ部101と、信号処理を行う
信号処理部102と、イメージスキャナ部101で読み
取られた原稿画像に対応した画像を記録媒体としてのシ
ート10にプリント出力するプリンタ部103と、これ
ら各部を配置ないし収納するケーシング104とを有す
る。As shown in the figure, the copying machine 100 includes an image scanner unit 101 for reading an original, a signal processing unit 102 for performing signal processing, and an image corresponding to the original image read by the image scanner unit 101 as a recording medium. And a casing 104 for arranging or storing these units.
【0017】イメージスキャナ部101において、プラ
テンガラス105上に載置された原稿は、プラテンカバ
ー106で押さえられるが、図示しない自動原稿送り装
置を装着するときには、プラテンカバー106に代えて
自動原稿送り装置が取り付けられる。プラテンガラス1
05上の原稿はランプ107で照射され、原稿で反射し
た光は、ミラー108a、108b、108cおよび集
光レンズ109を経てラインセンサ(CCD)110上
に像を結び、イメージ情報に変換されて信号処理部10
2に送られる。なお、スキャナモータ111を駆動する
ことにより、第1スライダ112は速度Vで、第2スラ
イダ113はV/2でラインセンサの電気的走査方向
(主走査方向)に対して垂直方向(副走査方向)に機械
的に動き、原稿全面を走査する。In the image scanner section 101, a document placed on a platen glass 105 is pressed by a platen cover 106. When an automatic document feeder (not shown) is mounted, an automatic document feeder is used instead of the platen cover 106. Is attached. Platen glass 1
The original on the original 05 is irradiated by a lamp 107, and the light reflected from the original is converted into image information on a line sensor (CCD) 110 via mirrors 108a, 108b and 108c and a condenser lens 109, and is converted into image information and signal. Processing unit 10
Sent to 2. By driving the scanner motor 111, the first slider 112 is moved at a speed V and the second slider 113 is moved at V / 2 in a direction perpendicular to the electrical scanning direction (main scanning direction) of the line sensor (sub scanning direction). ), And scans the entire original.
【0018】信号処理部102は、ラインセンサ109
で読み取った信号を電気的に処理し、プリンタ部103
に送る。The signal processing unit 102 includes a line sensor 109
Process the signals read by the printer unit 103
Send to
【0019】プリンタ部103は、レーザ発生器115
と、像担持体としての感光体ドラム116と、を備え、
回転する感光体ドラム116の周辺には、帯電装置とし
ての帯電ローラ117と、現像装置118と、転写装置
としての転写ローラ119と、シート10の除電および
分離装置である除電針120と、感光体ドラム116上
の残留トナーを除去するクリーニング装置121と、が
配置されている。レーザ発生器115は、信号処理部1
02から送られてくる画像信号のレベルに応じて半導体
レーザを駆動変調する。レーザ光は、図示しないポリゴ
ンミラー、f−θレンズおよび折り返しミラーなどを経
由し、帯電ローラ117と現像装置118との間の位置
で、感光体ドラム116に照射される。感光体ドラム1
16上に形成された静電潜像は、現像装置118におい
てトナーで現像される。The printer unit 103 includes a laser generator 115
And a photosensitive drum 116 as an image carrier,
Around the rotating photosensitive drum 116, a charging roller 117 as a charging device, a developing device 118, a transfer roller 119 as a transfer device, a charge elimination needle 120 as a device for removing and separating the sheet 10, and a photosensitive member And a cleaning device 121 that removes residual toner on the drum 116. The laser generator 115 includes the signal processing unit 1
The drive modulation of the semiconductor laser is performed according to the level of the image signal sent from the device 02. The laser beam is applied to the photosensitive drum 116 at a position between the charging roller 117 and the developing device 118 via a polygon mirror (not shown), an f-θ lens, a return mirror, and the like. Photoconductor drum 1
The electrostatic latent image formed on 16 is developed with toner in developing device 118.
【0020】一方、ケーシング104に着脱自在に取り
付けられる給紙カセット125には、複数枚のシート1
0が積層した状態で収納されている。給紙カセット12
5内のシート10は、給紙ローラ126により1枚ずつ
捌かれて給紙され、タイミングローラ127により所定
のタイミングで、感光体ドラム116と転写ローラ11
9との間の転写位置に向けて送り込まれる。感光体ドラ
ム116上に現像された像は、転写ローラ119によっ
てシート10に転写される。転写後のシート10は、感
光体ドラム116から分離され、定着装置128に向け
て搬送ベルト129により搬送される。シート10上に
転写された未定着のトナーが定着装置128において固
定され、トナーが定着されたシート10は、排紙トレー
129に排紙される。なお、本実施の形態の定着装置1
28は誘導加熱方式によるものであり、構成については
後述する。On the other hand, a sheet cassette 125 detachably attached to the casing 104 has a plurality of sheets 1.
0 are stored in a stacked state. Paper cassette 12
The sheet 10 in the sheet 5 is separated and fed one by one by a feed roller 126, and the photosensitive drum 116 and the transfer roller 11 are separated by a timing roller 127 at a predetermined timing.
9 is transferred toward the transfer position between the transfer position 9 and the transfer position 9. The image developed on the photosensitive drum 116 is transferred to the sheet 10 by the transfer roller 119. The sheet 10 after the transfer is separated from the photosensitive drum 116, and is conveyed by the conveying belt 129 toward the fixing device 128. The unfixed toner transferred onto the sheet 10 is fixed in the fixing device 128, and the sheet 10 on which the toner is fixed is discharged to a discharge tray 129. The fixing device 1 according to the present embodiment
Reference numeral 28 denotes an induction heating method, and the configuration will be described later.
【0021】転写ローラ119によってシート10への
転写が終了すると、感光体ドラム116上は、図示しな
いクリーナ前チャージャーでマイナス極性に帯電され、
クリーニング装置121にて残留トナーが除去され、イ
レーサによって残留電荷が除電される。その後、帯電ロ
ーラ117によって再度帯電され、レーザ光による潜像
形成を受け、現像器118によって現像され、図示しな
い転写前イレーサによって非現像領域の電荷が除電され
る。When the transfer to the sheet 10 is completed by the transfer roller 119, the photosensitive drum 116 is charged to a negative polarity by a charger (not shown) before the cleaner, and
The residual toner is removed by the cleaning device 121, and the residual charge is removed by the eraser. Thereafter, the toner is charged again by the charging roller 117, receives a latent image formed by the laser beam, is developed by the developing device 118, and the charge in the non-development area is removed by a pre-transfer eraser (not shown).
【0022】図2は、図1に示される誘導加熱定着装置
の要部を概略で示す断面図、図3および図4は、定着ロ
ーラおよび加圧ローラの支持構造を概略で示す断面図お
よび側面図である。FIG. 2 is a sectional view schematically showing a main part of the induction heating fixing apparatus shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are sectional views and side views schematically showing a supporting structure of a fixing roller and a pressure roller. FIG.
【0023】誘導加熱定着装置128は、シート10上
に保持されたトナー11を加熱溶融して当該シート10
に定着させるものであり、誘導加熱される定着ローラ
(加熱回転体に相当する)12と、定着ローラ12に圧
接する加圧ローラ(加圧回転体に相当する)13と、定
着ローラ12を誘導加熱するコイル14と、を有する。
定着ローラ12は、図2中矢印a方向に回転駆動可能に
設けられ、加圧ローラ13は定着ローラ12の回転に伴
って従動回転する。The induction heating fixing device 128 heats and melts the toner 11 held on the sheet 10 to
A fixing roller (corresponding to a heating rotator) 12 that is induction-heated, a pressing roller (corresponding to a pressing rotator) 13 that presses against the fixing roller 12, and a fixing roller 12 are guided. And a coil 14 for heating.
The fixing roller 12 is provided so as to be rotatable in the direction of arrow a in FIG. 2, and the pressure roller 13 is driven to rotate with the rotation of the fixing roller 12.
【0024】定着ローラ12は、導電性の中空円筒形の
パイプであり、例えば、炭素鋼管、ステンレス合金管あ
るいはアルミニウム管、鉄などによって形成され、加圧
ローラ13からの圧接力に対して十分な機械的強度を確
保できる範囲内で、かつ、熱容量を確保できる肉厚で形
成されている。さらに、ローラ外周表面には、シート1
0を分離し易くするために、フッ素樹脂をコーティング
して、トナーに対して良好な離型性と耐熱性とを有する
離型層が形成されている。The fixing roller 12 is a conductive hollow cylindrical pipe, and is formed of, for example, a carbon steel pipe, a stainless steel pipe or an aluminum pipe, iron, or the like, and has a sufficient pressing force from the pressing roller 13. It is formed within a range in which mechanical strength can be ensured and with a thickness that can ensure heat capacity. Further, a sheet 1 is provided on the outer surface of the roller.
In order to easily separate 0, a release layer having good release properties and heat resistance to the toner is formed by coating with a fluororesin.
【0025】加圧ローラ13は、軸芯15と、当該軸芯
15の周囲に形成されたシリコンゴム層16とから構成
されている。シリコンゴム層16は、表面からシート1
0が離れ易い離型性を有すると共に、耐熱性を有するゴ
ム層である。図示する実施の形態では、軸芯15の中に
ハロゲンランプ28が内蔵されている。また、加圧ロー
ラ13は、図示しないばね材により、定着ローラ12に
向かう方向に押圧されている。The pressure roller 13 comprises a shaft core 15 and a silicone rubber layer 16 formed around the shaft core 15. The silicon rubber layer 16 covers the sheet 1 from the surface.
0 is a rubber layer having releasability and heat resistance as well as easy release. In the illustrated embodiment, a halogen lamp 28 is incorporated in the shaft core 15. The pressure roller 13 is pressed in a direction toward the fixing roller 12 by a spring material (not shown).
【0026】この誘導加熱定着装置128はさらに、閉
磁路を形成する矩形状のコア17を有し、このコア17
の一部が定着ローラ12内の中空部12aを貫通してい
る。前記コイル14は、巻線18を螺旋状に巻回して形
成され、コア17に挿通されて定着ローラ12の内部に
同心状に配置されている。コア17は、通常のトランス
などに用いられているいわゆる鉄心であり、例えば、珪
素鋼板積層鉄心のように高透磁率のものが好ましい。ま
た、コイル14の巻線18としては、表面に融着層と絶
縁層を持つ通常の単一導線が用いられる。The induction heating fixing device 128 further has a rectangular core 17 forming a closed magnetic circuit.
Are penetrated through the hollow portion 12 a in the fixing roller 12. The coil 14 is formed by spirally winding a winding 18, inserted through the core 17, and disposed concentrically inside the fixing roller 12. The core 17 is a so-called iron core used for an ordinary transformer or the like, and preferably has a high magnetic permeability such as a silicon steel sheet laminated iron core. As the winding 18 of the coil 14, an ordinary single conductive wire having a fusion layer and an insulating layer on the surface is used.
【0027】図3に示すように、定着ローラ12の両端
は、段付きの筒状スリーブ20が嵌め込まれ、金属製の
支持フレーム21に設けられた取付穴22を貫通してい
る。コア17もまた支持フレーム21を貫通している。
スリーブ20と取付穴22との間にはベアリング23が
配置されている。また、定着ローラ12の軸方向位置を
規制する固定リング24が、定着ローラ12の端部に形
成したリング溝25に嵌め込まれている。これら筒状ス
リーブ20、支持フレーム21、ベアリング23および
固定リング24により、定着ローラ12を回転自在に支
持するローラ支持構造体26が構成されている。なお、
定着ローラ12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。As shown in FIG. 3, both ends of the fixing roller 12 are fitted with stepped cylindrical sleeves 20 and penetrate through mounting holes 22 provided in a metal support frame 21. The core 17 also passes through the support frame 21.
A bearing 23 is arranged between the sleeve 20 and the mounting hole 22. Further, a fixing ring 24 for regulating the axial position of the fixing roller 12 is fitted into a ring groove 25 formed at an end of the fixing roller 12. The cylindrical sleeve 20, the support frame 21, the bearing 23, and the fixing ring 24 form a roller support structure 26 that rotatably supports the fixing roller 12. In addition,
The fixing roller 12 has a driving gear (not shown) fixed to one end thereof, and is rotatably driven by a driving source (not shown) such as a motor connected to the driving gear.
【0028】一方、加圧ローラ13の両端は、支持フレ
ーム21に設けられた通孔を貫通し、図示しない軸受部
を介して回転自在に保持されている。加圧ローラ13に
内蔵されたハロゲンランプ28は、保持板29を介して
支持フレーム21に取り付けられている。On the other hand, both ends of the pressure roller 13 pass through through holes provided in the support frame 21 and are rotatably held via bearings (not shown). The halogen lamp 28 incorporated in the pressure roller 13 is attached to the support frame 21 via a holding plate 29.
【0029】定着動作においては、まず、図示しない電
源回路から50〜60Hz程度の交流がコイル14に印
加されて、誘導加熱により定着ローラ12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。未定着のトナー11を保持したシート10
は、図2中矢印bで示すように左方向から搬送され、定
着ローラ12と加圧ローラ13との接触部であるニップ
部19に向けて送り込まれる。シート10は、加熱され
た定着ローラ12および加圧ローラ13の熱と、加圧ロ
ーラ13から作用する圧力が加えられながら、ニップ部
19で挟持されつつ搬送される。これにより、未定着ト
ナー11がシート10上に定着され、シート10上には
定着トナー像が形成される。トナー11は、シート10
の両面のうち、定着ローラ12と接触する側に保持され
ている。ニップ部19を通過したシート10は、シート
自体のコシの強さで定着ローラ12から自然に曲率分離
し、図2中右方向に搬送される。このシート10は、排
紙ローラによって搬送され、排紙トレイ129上に排出
される。In the fixing operation, first, an alternating current of about 50 to 60 Hz is applied to the coil 14 from a power supply circuit (not shown), and the temperature of the fixing roller 12 is adjusted to a temperature suitable for fixing by induction heating (for example, 150 to 200 ° C.). ) Until heated. Sheet 10 holding unfixed toner 11
Is conveyed from the left as shown by the arrow b in FIG. 2 and is sent to a nip 19 which is a contact portion between the fixing roller 12 and the pressure roller 13. The sheet 10 is conveyed while being nipped by the nip 19 while the heat of the heated fixing roller 12 and the pressure roller 13 and the pressure applied from the pressure roller 13 are applied. As a result, the unfixed toner 11 is fixed on the sheet 10, and a fixed toner image is formed on the sheet 10. The toner 11 is applied to the sheet 10
Are held on the side that comes into contact with the fixing roller 12. The sheet 10 that has passed through the nip 19 is naturally separated from the fixing roller 12 by a curvature according to the strength of the sheet itself, and is conveyed rightward in FIG. The sheet 10 is conveyed by a discharge roller and discharged onto a discharge tray 129.
【0030】特に、本実施の形態では、図4に示すよう
に、ローラ支持構造体26に、コア17を介して磁気ル
ープ35が形成されることを阻止する遮断手段36を設
けてある。In particular, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the roller support structure 26 is provided with a blocking means 36 for preventing the magnetic loop 35 from being formed via the core 17.
【0031】さらに詳述すると、支持フレーム21の上
端の一部に切断部37を設け、エアギャップ38が形成
されるようにしてある。さらに、ローラ支持構造体26
をなすベアリング23および固定リング24を、従来の
金属製のものに代えて、耐熱性を有する絶縁材から形成
し、絶縁部材としてある。耐熱絶縁材としては、ポリイ
ミド樹脂を例示できる。また、セラミックベアリングな
ども使用できる。筒状スリーブ20は、従来と同様に、
耐熱性を有する絶縁材から形成したものを使用してい
る。本実施の形態では、ローラ支持構造体26に形成し
たエアギャップ38、および、ローラ支持構造体26に
配置した絶縁部材(筒状スリーブ20、ベアリング2
3、固定リング24)から前記遮断手段36が構成され
ている。More specifically, a cut portion 37 is provided at a part of the upper end of the support frame 21 so that an air gap 38 is formed. Further, the roller support structure 26
The bearing 23 and the fixing ring 24 are formed of a heat-resistant insulating material instead of a conventional metal one, and are used as insulating members. Examples of the heat-resistant insulating material include a polyimide resin. Also, ceramic bearings and the like can be used. The cylindrical sleeve 20 is, as in the prior art,
A material formed from a heat-resistant insulating material is used. In the present embodiment, the air gap 38 formed in the roller support structure 26 and the insulating members (the cylindrical sleeve 20, the bearing 2
3. The blocking means 36 is composed of the fixing ring 24).
【0032】以上のように構成された誘導加熱定着装置
の基本的な動作原理はトランスと同様であり、コイル1
4が入力側の1次側コイル(N巻き)に相当し、定着ロ
ーラ12が出力側の2次側コイル(1巻き)に相当す
る。そして、1次側コイル(コイル14)に50〜60
Hz程度の交流電圧V1を印加すると、1次側コイルに
電流I1が流れる。これにより生じた磁束φが閉磁路を
形成するコア17に流れ、その磁束φによって2次側コ
イル(定着ローラ12)に誘導起電力V2が生じ、定着
ローラ12の円周方向に沿って電流I2が流れる。コア
17によって閉磁路が形成されているため原理的には漏
れ磁束がなく、1次側エネルギーV1×I1と、2次側
エネルギーV2×I2とがほぼ等しくなる。The basic operation principle of the induction heating fixing device constructed as described above is the same as that of the transformer.
Reference numeral 4 corresponds to an input-side primary coil (N turns), and the fixing roller 12 corresponds to an output-side secondary coil (one turn). The primary side coil (coil 14) has 50 to 60
When an AC voltage V1 of about Hz is applied, a current I1 flows through the primary coil. The generated magnetic flux φ flows through the core 17 forming a closed magnetic path, and the magnetic flux φ generates an induced electromotive force V2 in the secondary coil (fixing roller 12). Flows. Since the closed magnetic path is formed by the core 17, there is no leakage magnetic flux in principle, and the primary energy V1 × I1 and the secondary energy V2 × I2 are substantially equal.
【0033】この誘導加熱が行われる系において発熱す
る部分は、一つ目は、1次側コイルの銅線内の銅損によ
るコイルの発熱すなわちコイル14の発熱、二つ目に2
次側コイルの銅線内の銅損によるコイルの発熱すなわち
定着ローラ12の発熱、三つ目にコア内部に生じるジュ
ール熱損とヒステリシス損によるコア17の発熱であ
る。誘導加熱定着装置は、上記一つ目と三つ目の発熱が
エネルギーロスとなるためこれらの発熱を極力抑える一
方、二つ目の銅損を利用して定着ローラ12を発熱させ
るようにしたものである。The first part of the system in which the induction heating is performed is as follows. First, heat generation of the coil due to copper loss in the copper wire of the primary coil, that is, heat of the coil 14, and second,
Heat generation of the coil due to copper loss in the copper wire of the secondary coil, that is, heat generation of the fixing roller 12, and thirdly, Joule heat loss generated inside the core and heat generation of the core 17 due to hysteresis loss. In the induction heating fixing device, the first and third heats are energy losses, so that these heats are suppressed as much as possible, while the second copper loss is used to heat the fixing roller 12. It is.
【0034】ここで、本実施の形態の定着装置128で
は、エアギャップ38や絶縁部材(筒状スリーブ20、
ベアリング23、固定リング24)から構成された遮断
手段36をローラ支持構造体26に設けたので、当該ロ
ーラ支持構造体26に磁気ループ35が形成される虞が
なくなる。このため、ローラ支持構造体26で電力が無
駄に消費されることが防止され、定着ローラ12のみを
安定して誘導発熱させることができ、定着装置における
省電力を達成することができる。Here, in the fixing device 128 of the present embodiment, the air gap 38 and the insulating member (the cylindrical sleeve 20,
Since the blocking means 36 including the bearing 23 and the fixing ring 24) is provided on the roller support structure 26, there is no possibility that the magnetic loop 35 is formed on the roller support structure 26. Therefore, wasteful consumption of electric power in the roller support structure 26 is prevented, only the fixing roller 12 can be stably induced to generate heat, and power saving in the fixing device can be achieved.
【0035】なお、エアギャップ38に絶縁体を埋め込
めば、磁気ループ35の形成をより一層確実に防止でき
る。If an insulator is embedded in the air gap 38, the formation of the magnetic loop 35 can be more reliably prevented.
【0036】図5(A)(B)は、本発明の他の実施の
形態に係る要部を示す斜視図および断面図である。FIGS. 5A and 5B are a perspective view and a sectional view showing a main part according to another embodiment of the present invention.
【0037】図5(B)に示すように、強度の観点から
金属製支持フレーム42に上述した切断部37を設ける
ことができず、さらには、定着ローラ12の組み付け易
さを考慮して、支持フレーム42を金属製上フレーム4
0と、金属製下フレーム41とに2分割にすることが考
えられる。このような構成において上下のフレーム4
0、41を金属製ネジ43を介して単純に接合したので
は、仮想線で示すように支持フレーム42の部分に磁気
ループ35が形成されてしまい、支持フレーム42で電
力が無駄に消費されるという問題を招いてしまう。As shown in FIG. 5B, the cutting portion 37 described above cannot be provided on the metal supporting frame 42 from the viewpoint of strength, and further, in consideration of the ease of assembling the fixing roller 12, Support frame 42 is made of metal upper frame 4
It is conceivable to divide the frame into 0 and the lower metal frame 41. In such a configuration, the upper and lower frames 4
If the 0 and 41 are simply joined via the metal screw 43, the magnetic loop 35 is formed in the portion of the support frame 42 as shown by the phantom line, and the power is wasted by the support frame 42. That leads to the problem.
【0038】そこで、この実施の形態では、上下のフレ
ーム40、41の接合構造を、図5(A)に示すように
構成してある。すなわち、重なり合う上フレーム40と
下フレーム41との間には、耐熱絶縁材からなるフィル
ム44が介在されている。さらに、下フレーム41に形
成した取付穴45に耐熱絶縁材からなるカラー46を挿
入し、このカラー46の中心孔47に挿通した金属製ネ
ジ43を上フレーム40に形成した取付穴48に締結し
てある。耐熱絶縁材としては、ポリイミド樹脂を例示で
きる。本実施の形態にあっては、ローラ支持構造体26
に配置した絶縁部材(フィルム44、カラー46)から
前記遮断手段36が構成されている。Therefore, in this embodiment, the joining structure of the upper and lower frames 40 and 41 is configured as shown in FIG. That is, a film 44 made of a heat-resistant insulating material is interposed between the upper frame 40 and the lower frame 41 that overlap. Further, a collar 46 made of a heat-resistant insulating material is inserted into a mounting hole 45 formed in the lower frame 41, and a metal screw 43 inserted into a center hole 47 of the collar 46 is fastened to a mounting hole 48 formed in the upper frame 40. It is. Examples of the heat-resistant insulating material include a polyimide resin. In the present embodiment, the roller support structure 26
The blocking means 36 is constituted by the insulating members (the film 44 and the collar 46) arranged in the above.
【0039】このように上下フレーム40、41を接合
することにより、金属製の部材同士が接することがな
く、上下フレーム40、41に磁気ループ35が形成さ
れる虞がなくなる。このため、前述した実施の形態と同
様に、支持フレーム42で電力が無駄に消費されること
が防止され、定着ローラ12のみを安定して誘導発熱さ
せることができ、定着装置における省電力を達成するこ
とができる。By joining the upper and lower frames 40 and 41 in this manner, the metal members do not come into contact with each other, and the magnetic loop 35 is not formed on the upper and lower frames 40 and 41. Therefore, similarly to the above-described embodiment, the power is prevented from being wastefully consumed in the support frame 42, and only the fixing roller 12 can be stably induced to generate heat, thereby achieving power saving in the fixing device. can do.
【0040】[0040]
【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、コアが貫通した加熱回転体を回転自在
に支持する支持構造体に遮断手段を設けたので、支持構
造体に磁気ループが形成される虞がなく、支持構造体で
電力が無駄に消費されることが防止され、加熱回転体の
みを安定して誘導発熱させることができ、定着装置にお
ける省電力を達成することが可能となる。As described above, according to the induction heating fixing apparatus of the present invention, since the support means for rotatably supporting the heating rotator through which the core penetrates is provided with the shut-off means, the support structure has a magnetic structure. There is no danger of forming a loop, power is prevented from being wastefully consumed in the support structure, only the heating rotator can be stably induced to generate heat, and power saving in the fixing device can be achieved. It becomes possible.
【図1】 本発明に係る誘導加熱定着装置を組み込んだ
画像形成装置としての複写機を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a copying machine as an image forming apparatus incorporating an induction heating fixing device according to the present invention.
【図2】 図1に示される誘導加熱定着装置の要部を概
略で示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view schematically showing a main part of the induction heating fixing device shown in FIG.
【図3】 定着ローラの支持構造を概略で示す断面図で
ある。FIG. 3 is a sectional view schematically showing a supporting structure of a fixing roller.
【図4】 定着ローラの支持構造を概略で示す側面図で
ある。FIG. 4 is a side view schematically showing a support structure of a fixing roller.
【図5】 図5(A)(B)は、本発明の他の実施の形
態に係る要部を示す斜視図および断面図である。FIGS. 5A and 5B are a perspective view and a sectional view showing a main part according to another embodiment of the present invention.
10…シート(記録媒体) 11…トナー 12…定着ローラ(加熱回転体) 13…加圧ローラ(加圧回転体) 14…コイル 17…コア 20…筒状スリーブ(支持構造体、絶縁部材) 21、42…支持フレーム(支持構造体) 23…ベアリング(支持構造体、絶縁部材) 24…固定リング(支持構造体、絶縁部材) 26…支持構造体 35…磁気ループ 36…遮断手段 37…切断部 38…エアギャップ 44…フィルム(絶縁部材) 46…カラー(絶縁部材) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Sheet (recording medium) 11 ... Toner 12 ... Fixing roller (heating rotating body) 13 ... Pressure roller (pressure rotating body) 14 ... Coil 17 ... Core 20 ... Cylindrical sleeve (support structure, insulating member) 21 , 42: Support frame (support structure) 23: Bearing (support structure, insulating member) 24: Fixing ring (support structure, insulating member) 26: Support structure 35: Magnetic loop 36: Breaking means 37: cutting part 38 air gap 44 film (insulating member) 46 collar (insulating member)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高須 亮 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 渡辺 健一 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 外村 徹 京都市山科区西野離宮町40番地 トクデン 株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Ryo Takasu, Inventor Ryo Takashi, 2-3-3 Azuchicho, Chuo-ku, Osaka Inside Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Kenichi Watanabe 2-3-3, Azuchicho, Chuo-ku, Osaka-shi No. 13 Osaka International Building Minolta Co., Ltd. (72) Inventor Toru Tomura 40 Nishino Rikyucho, Yamashina-ku, Kyoto Tokuden Corporation
Claims (3)
熱回転体と、 前記加熱回転体に圧接し、トナーを保持した記録媒体を
前記加熱回転体との間で挟持する加圧回転体と、 前記加熱回転体内の中空部に一部が挿通され、閉磁路を
形成するコアと、 前記コアに巻装されて前記加熱回転体の前記中空部に配
置され、前記加熱回転体を誘導加熱するコイルと、を有
する誘導加熱定着装置において、 前記加熱回転体を回転自在に支持する支持構造体に、前
記コアを介して磁気ループが形成されることを阻止する
遮断手段を設けたことを特徴とする誘導加熱定着装置。1. A heating rotator having a hollow cylindrical shape formed of a conductive member, and a pressing rotator pressed against the heating rotator and holding a recording medium holding toner between the heating rotator and the heating rotator. A core partly inserted into a hollow portion of the heating rotator to form a closed magnetic circuit; and a core wound around the core and disposed in the hollow portion of the heating rotator to induction-heat the heating rotator. An induction heating fixing device comprising: a support structure rotatably supporting the heating rotator; and a blocking means for preventing a magnetic loop from being formed via the core. Induction heating fixing device.
したエアギャップから構成されていることを特徴とする
請求項1に記載の誘導加熱定着装置。2. The induction heating fixing device according to claim 1, wherein said blocking means comprises an air gap formed in said support structure.
した絶縁部材から構成されていることを特徴とする請求
項1に記載の誘導加熱定着装置。3. The induction heating fixing device according to claim 1, wherein the blocking unit is formed of an insulating member disposed on the support structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1248997A JPH10207278A (en) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | Fixing device with induction heating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1248997A JPH10207278A (en) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | Fixing device with induction heating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10207278A true JPH10207278A (en) | 1998-08-07 |
Family
ID=11806822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1248997A Pending JPH10207278A (en) | 1997-01-27 | 1997-01-27 | Fixing device with induction heating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10207278A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6661991B2 (en) | 2001-02-01 | 2003-12-09 | Minolta Co., Ltd. | Induction heating and fixing device for fixing toner on a recording medium in an image forming apparatus |
US6725010B1 (en) * | 1999-05-10 | 2004-04-20 | Xerox Corporation | Fusing apparatus having an induction heated fuser roller |
-
1997
- 1997-01-27 JP JP1248997A patent/JPH10207278A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6725010B1 (en) * | 1999-05-10 | 2004-04-20 | Xerox Corporation | Fusing apparatus having an induction heated fuser roller |
US6661991B2 (en) | 2001-02-01 | 2003-12-09 | Minolta Co., Ltd. | Induction heating and fixing device for fixing toner on a recording medium in an image forming apparatus |
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Effective date: 20040224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041130 |