JP3497444B2 - Image forming device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は,金属導体よりなる
円筒状のヒートローラの内部にコイルが配設されてなる
誘導加熱方式の定着装置を搭載する画像形成装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image forming apparatus equipped with an induction heating type fixing device in which a coil is arranged inside a cylindrical heat roller made of a metal conductor.
【0002】[0002]
【従来の技術】複写機,ファクシミリ,プリンタなどの
画像形成装置に搭載されている定着装置としては,転写
シート上のトナーを熱溶解させる定着ローラと,該定着
ローラに圧接して転写シートを挟持する加圧ローラとで
構成されているものが最も一般的である。ここで,上記
定着ローラとしては,従来より,ローラ内部にハロゲン
ランプ等の発熱体を配置し,該発熱体からの輻射熱等に
より上記ローラ表面を加熱するようにしたものが一般的
であった。しかしながら,このような定着ローラには,
ローラ表面が適温に達するまでに比較的長時間を要し,
またエネルギーロスが大きいなど幾つかの問題点がある
ことから,これらの問題点を解決できるものとして誘導
加熱方式(以下,IH方式という)の定着ローラが提案
されている。このIH方式の定着ローラは,金属導体か
らなるヒートローラの内部に,例えば軸方向に螺旋状に
巻かれたコイルが配置された構成となっており,上記コ
イルに高周波電流を流し,それによって生じた高周波磁
界で上記ヒートローラに誘導渦電流を発生させ,上記ヒ
ートローラ自体の表皮抵抗によってヒートローラそのも
のをジュール発熱させるものである。このような構成に
より,ハロゲンランプなどによる間接加熱に比べて短時
間でヒートローラを昇温させることができ,またヒート
ローラ以外の部分の発熱や光漏れなどによるエネルギー
ロスを少なくすることが可能である。2. Description of the Related Art As a fixing device mounted on an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, a fixing roller for thermally melting toner on the transfer sheet, and a transfer sheet sandwiched by being pressed against the fixing roller. Most commonly, it is composed of a pressure roller and a pressure roller. Here, as the fixing roller, conventionally, a heating element such as a halogen lamp is disposed inside the roller, and the surface of the roller is heated by radiant heat from the heating element. However, in such a fixing roller,
It takes a relatively long time for the roller surface to reach the proper temperature,
Further, since there are some problems such as large energy loss, an induction heating type (hereinafter referred to as IH type) fixing roller has been proposed as a solution to these problems. This IH fixing roller has a structure in which, for example, a coil wound spirally in the axial direction is arranged inside a heat roller made of a metal conductor, and a high-frequency current is passed through the coil to generate it. An induced eddy current is generated in the heat roller by the high-frequency magnetic field, and the heat roller itself causes Joule heat generation by the skin resistance of the heat roller itself. With such a configuration, it is possible to raise the temperature of the heat roller in a shorter time than indirect heating using a halogen lamp, etc., and it is possible to reduce energy loss due to heat generation and light leakage of parts other than the heat roller. is there.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで,上記のよう
なIH方式の定着ローラでは,従来より,ヒートローラ
内部に配したコイルの温度が,コイル自体の発熱やヒー
トローラからの輻射熱等によって上昇してしまうという
問題があった。コイルが高温になると,コイル線(リッ
ツ線)の皮膜が溶け,絶縁破壊を引き起こしてしまう恐
れがある。これにより,コイルのインダクタンス値(L
値)が変化し,高周波電源に多大なダメージを与えかね
ない。本発明は,上記事情に鑑みてなされたものであ
り,その目的とするところは,コイルの過熱を効果的に
防止しうる定着装置を提供することである。In the fixing roller of the IH type as described above, the temperature of the coil disposed inside the heat roller is conventionally increased by the heat generation of the coil itself or the radiant heat from the heat roller. There was a problem that it would end up. If the coil becomes hot, the coating of the coil wire (Litz wire) may melt and cause dielectric breakdown. As a result, the inductance value of the coil (L
(Value) may change, and the high-frequency power supply may be damaged significantly. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fixing device that can effectively prevent overheating of a coil.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は,金属導体よりなる円筒状のヒートローラの
内部にコイルが略円筒状のボビンに巻きつけられた状態
で配設されてなる誘導加熱方式の定着装置を搭載する画
像形成装置において,上記コイルを巻き付けるボビンが
上記ボビンの内面 に沿って隙間を空けた状態で略円筒状
に配置されてなるフェライトコアを含んで構成されてな
ることを特徴とする画像形成装置として構成されてい
る。このような構成により,上記隙間を通って冷却用空
気が流通するのでコイルと空気との接触面積を大きくと
ることができ,コイルの冷却効率を高めてコイルの過熱
を効果的に防止することが可能となる。また,上記ボビ
ンがフェライトコアにより構成されることにより,ヒー
トローラの発熱効率を高めつつ上記フェライトコアも同
時に効果的に冷却することが可能である。 In order to achieve the above object, the present invention is a state in which a coil is wound around a substantially cylindrical bobbin inside a cylindrical heat roller made of a metal conductor.
In an image forming apparatus equipped with an induction heating type fixing device, the bobbin around which the coil is wound is
Substantially cylindrical with a gap along the inner surface of the bobbin
Is configured to include a ferrite core
It is configured as an image forming apparatus characterized by that. With such a configuration, the cooling space passes through the gap.
Since the air circulates , the contact area between the coil and the air can be increased, the cooling efficiency of the coil can be increased, and the overheating of the coil can be effectively prevented. Further , since the bobbin is composed of a ferrite core, it is possible to effectively cool the ferrite core while improving the heat generation efficiency of the heat roller .
【0005】また,更に上記ヒートローラの内部に空気
の流れを生じさせる送風手段を設ければ,上記ボビンの
空気穴を介してコイルの隙間に強制的に空気を通すこと
が可能となるため,コイルの冷却効率を更に高めること
が可能である。ここで,上記送風手段としては,上記ヒ
ートローラ端部の少なくとも内面側にフィンを取り付け
れば,別途ファンなどを設ける必要がないため,より低
コスト化が可能である。また,上記ファンとヒートロー
ラ端部のフィンとを併用し,例えばファンによってコイ
ル内部に風を送り込み,上記ボビンの空気穴及びコイル
線の隙間を通過した空気を上記フィンによってヒートロ
ーラ外に排気するように構成すれば,上記コイルの冷却
効率を更に高めることが可能である。Further, if a blower means for generating an air flow is further provided inside the heat roller, the air can be forcedly passed through the air hole of the bobbin into the gap between the coils. It is possible to further improve the cooling efficiency of the coil. Here, as the air blowing means, if fins are attached to at least the inner surface side of the end portion of the heat roller, it is not necessary to separately provide a fan or the like, so that the cost can be further reduced. In addition, the fan and the fin at the end of the heat roller are used together, for example, a fan blows air into the coil, and the air passing through the air holes of the bobbin and the gap between the coil wires is exhausted to the outside of the heat roller by the fin. With this configuration, it is possible to further improve the cooling efficiency of the coil.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して,本発明
の実施の形態及び実施例につき説明し,本発明の理解に
供する。尚,以下の実施の形態及び実施例は本発明を具
体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する
性格のものではない。ここに,図1は本発明の背景とな
る定着ローラZ1のボビン10の概略構成を示す模式
図,図2は上記定着ローラZ1の全体構成を示す模式
図,図3はヒートローラ1端部のフィン2の取り付け状
態を示す図,図4は本発明の一実施形態にかかるフェラ
イトコア13をボビンとして用いた定着ローラを示す模
式図である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments and examples of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings to provide an understanding of the present invention. The following embodiments and examples are examples of embodying the present invention, and do not limit the technical scope of the present invention. Here, FIG. 1 is the background of the present invention.
4 is a schematic diagram showing the schematic configuration of the bobbin 10 of the fixing roller Z1, FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the fixing roller Z1, FIG. 3 is a diagram showing the mounting state of the fins 2 at the end of the heat roller 1, FIG. FIG. 3 is a schematic view showing a fixing roller using the ferrite core 13 according to the embodiment of the present invention as a bobbin.
【0007】本発明の背景となる画像形成装置に搭載さ
れるIH方式の定着ローラZ1は,図2に示す如く,
鉄,ニッケルなどの金属導体で形成された円筒状のヒー
トローラ1の内部に,上記ヒートローラ1の軸回りに螺
旋状に巻かれたコイル11が配置された構成となってい
る。上記コイル11は,円筒状に形成されたボビン10
に対して,コイル線の間に隙間ができる程度の粗さで巻
かれている。更に,上記ボビン10には,図1に示すよ
うに,円筒の内外に連通する空気穴10aが全面にわた
って均等に形成されている。As shown in FIG. 2, an IH type fixing roller Z1 mounted in an image forming apparatus as a background of the present invention is as shown in FIG.
A coil 11 wound in a spiral around the axis of the heat roller 1 is arranged inside a cylindrical heat roller 1 formed of a metal conductor such as iron or nickel. The coil 11 is a bobbin 10 formed in a cylindrical shape.
On the other hand, the coil wire is wound so as to have a gap between the coil wires. Further, as shown in FIG. 1, the bobbin 10 is formed with air holes 10a which communicate with the inside and outside of the cylinder evenly over the entire surface.
【0008】更に,上記コイル11の両端部近傍には,
上記コイル11の内部に向けて送風するファン12がそ
れぞれ取り付けられている。更に,上記ヒートローラ1
の両端部1a,1aの内面側には,図3に示すようなフ
ィン2が取り付けられている。これらフィン2は,上記
ヒートローラ1の回転に伴ってヒートローラ1の軸方向
に空気の流れを生じさせるように,ヒートローラ1の軸
方向よりも若干周方向にひねられた状態で取り付けられ
ている。また,上記フィン2のひねり方向は,上記ヒー
トローラ1の両端部で逆方向となっている。従って,上
記ヒートローラ1が回転されると,その両端部に取り付
けられたフィン2は,それぞれ上記ヒートローラ1内の
空気を排気する方向に作用する。Further, in the vicinity of both ends of the coil 11,
Fans 12 that blow air toward the inside of the coils 11 are attached. Further, the heat roller 1
Fins 2 as shown in FIG. 3 are attached to the inner surfaces of both ends 1a, 1a. The fins 2 are attached in a state in which they are twisted slightly in the circumferential direction with respect to the axial direction of the heat roller 1 so as to generate an air flow in the axial direction of the heat roller 1 as the heat roller 1 rotates. There is. The fins 2 are twisted in opposite directions at both ends of the heat roller 1. Therefore, when the heat roller 1 is rotated, the fins 2 attached to both ends of the heat roller 1 act in a direction to exhaust the air in the heat roller 1, respectively.
【0009】以上のような構成により,本実施の形態に
係る画像形成装置に搭載される定着ローラZ1では,図
2に示すように,上記ファン12によってコイル11内
に強制的に送り込まれた冷却風は,ボビン10の空気穴
10aを通過し,更にコイル線の隙間を通過する際にコ
イル線の熱を奪いつつコイル11の法線方向に流れ,更
に上記ヒートローラ1の両端部に取り付けられたフィン
2によってヒートローラ1の外に向けてスムーズに排気
される。従って,コイル11を効果的に冷却してその過
熱による不具合を未然に防止することが可能となる。With the configuration as described above, in the fixing roller Z1 mounted in the image forming apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the cooling forcedly sent into the coil 11 by the fan 12 is performed. The wind passes through the air holes 10a of the bobbin 10 and, further, while passing through the gap between the coil wires, draws heat from the coil wires and flows in the normal direction of the coil 11, and is attached to both ends of the heat roller 1. The fins 2 smoothly exhaust the air toward the outside of the heat roller 1. Therefore, it is possible to effectively cool the coil 11 and prevent problems due to its overheating.
【0010】上記実施の形態では,ファン12,及びヒ
ートローラ1の両端部に設けたフィン2の2種類の送風
手段を用いたが,いずれか一方のみを用いてもコイル1
1の隙間を通るような風の流れを生じさせることは可能
である。また,ボビン10に空気穴10aが形成されて
いることによりコイル11からの放熱効果は従来に比べ
て高いため,必ずしも上記ファン12やフィン2のよう
な送風手段を設けなくても,従来に比べて高い冷却効果
が期待できる。 [0010] In the embodiments above Symbol embodiment, the fan 12, and the heat roller 1 two fins 2 provided at both ends of it with blowing means, either coil 1 even with only one
It is possible to create a flow of wind such as through a gap of 1 . Further, since the bobbin 10 is formed with the air holes 10a, the heat radiation effect from the coil 11 is higher than that of the conventional one. Therefore, even if the air blowing means such as the fan 12 or the fin 2 is not necessarily provided, And high cooling effect can be expected .
【0011】本発明では,ヒートローラ1の発熱効率を
高めるために図4に示すように,棒状のフェライトコア
13を互いに隙間を空けて円筒状に並べ,これにコイル
11を直接巻き付けるように構成している。即ち,上記
ボビン10をフェライトコア13によって形成する。こ
れにより,コイル11はもちろん,フェライトコアにつ
いても効果的に冷却することができる。もちろん,図1
に示したようなボビン10の内部に,図4に示したよう
なフェライトコア13を配置する構成としてもよいし,
前記図3に示したような複数のフィン2を定着ローラの
一端あるいは両端に設けることもできる。更には,図2
に示したようなファン12を定着ローラのコイル両端あ
るいは一端に設けて冷却効率の向上を図ることも可能で
ある。 In the present invention, as shown in FIG. 4 in order to increase the heating efficiency of the heat roller 1, arranged in a cylindrical shape with a gap to each other rod-shaped ferrite core 13, configured thereto to wind the coil 11 directly I am doing . That is, the bobbin 10 is formed by the ferrite core 13 . This
As a result, not only the coil 11 but also the ferrite core is connected.
Even if it is, it can be cooled effectively. Of course, Figure 1
As shown in FIG. 4, inside the bobbin 10 as shown in FIG.
The ferrite core 13 may be arranged,
A plurality of fins 2 as shown in FIG.
It may be provided at one end or both ends. Furthermore, FIG.
Install the fan 12 as shown
It can also be installed at one end to improve cooling efficiency.
is there.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上説明したように,本発明は,金属導
体よりなる円筒状のヒートローラの内部にコイルが略円
筒状のボビンに巻きつけられた状態で配設されてなる誘
導加熱方式の定着装置を搭載する画像形成装置におい
て,上記コイルを巻き付けるボビンが上記ボビンの内面
に沿って隙間を空けた状態で略円筒状に配置されてなる
フェライトコアを含んで構成されてなることを特徴とす
る画像形成装置として構成されているため,コイルと空
気との接触面積を大きくとることができ,コイルの冷却
効率を高めてコイルの過熱を効果的に防止することが可
能となる。ここで,上記ボビンがフェライトコアにより
構成されていることにより,ヒートローラの発熱効率を
高めつつ上記フェライトコアも同時に効果的に冷却する
ことが可能である。もちろん,上記ボビンの内部にフェ
ライトコアを配することも可能である。 As described above, according to the present invention, the coil is substantially circular inside the cylindrical heat roller made of a metal conductor.
In an image forming apparatus equipped with an induction heating type fixing device arranged in a state of being wound around a cylindrical bobbin, the bobbin around which the coil is wound is an inner surface of the bobbin.
It is arranged in a substantially cylindrical shape with a gap along
Since it is configured as an image forming apparatus characterized by including a ferrite core, the contact area between the coil and the air can be made large, and the cooling efficiency of the coil can be increased and the coil can be overheated. It is possible to prevent it. Here, since the bobbin is composed of the ferrite core, it is possible to effectively cool the ferrite core at the same time while increasing the heat generation efficiency of the heat roller. Of course, Ru possible der placing the ferrite core in the interior of the bobbin.
【0013】また,更に上記ヒートローラの内部に空気
の流れを生じさせる送風手段を設ければ,上記ボビンの
空気穴を介してコイルの隙間に強制的に空気を通すこと
が可能となるため,コイルの冷却効率を更に高めること
が可能である。ここで,上記送風手段としては,上記ヒ
ートローラ端部の少なくとも内面側にフィンを取り付け
れば,別途ファンなどを設ける必要がないため,より低
コスト化が可能である。また,上記ファンとヒートロー
ラ端部のフィンとを併用し,例えばファンによってコイ
ル内部に風を送り込み,上記ボビンの空気穴及びコイル
線の隙間を通過した空気を上記フィンによってヒートロ
ーラ外に排気するように構成すれば,上記コイルの冷却
効率を更に高めることが可能である。Further, if a blower means for generating a flow of air is further provided inside the heat roller, it becomes possible to force air to pass through the air gap of the bobbin into the gap of the coil. It is possible to further improve the cooling efficiency of the coil. Here, as the air blowing means, if fins are attached to at least the inner surface side of the end portion of the heat roller, it is not necessary to separately provide a fan or the like, so that the cost can be further reduced. In addition, the fan and the fin at the end of the heat roller are used together, for example, a fan blows air into the coil, and the air passing through the air holes of the bobbin and the gap between the coil wires is exhausted to the outside of the heat roller by the fin. With this configuration, it is possible to further improve the cooling efficiency of the coil.
【図1】 本発明の背景となる画像形成装置に搭載され
る定着ローラZ1のボビン10の概略構成を示す模式
図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a bobbin 10 of a fixing roller Z1 mounted in an image forming apparatus which is a background of the present invention .
【図2】 上記定着ローラZ1の全体構成を示す模式
図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an overall configuration of the fixing roller Z1.
【図3】 ヒートローラ1端部のフィン2の取り付け状
態を示す図。FIG. 3 is a view showing a mounting state of fins 2 at an end of heat roller 1.
【図4】 本発明の一実施形態にかかるフェライトコア
13をボビンとして用いた一例を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example in which a ferrite core 13 according to an embodiment of the present invention is used as a bobbin.
1…ヒートローラ 2…フィン(送風手段の一例) 10…ボビン 10a…空気穴 11…コイル 12…ファン(送風手段の一例) 13…フェライトコア 1 ... Heat roller 2 ... Fins (an example of blowing means) 10 ... Bobbin 10a ... Air hole 11 ... Coil 12 ... Fan (an example of a blower) 13 ... Ferrite core
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/20 G03G 15/20 H05B 6/00 - 6/44 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03G 13/20 G03G 15/20 H05B 6/00-6/44
Claims (3)
の内部にコイルが略円筒状のボビンに巻きつけられた状
態で配設されてなる誘導加熱方式の定着装置を搭載する
画像形成装置において, 上記コイルを巻き付けるボビンが上記ボビンの内面に沿
って隙間を空けた状態で略円筒状に配置されてなるフェ
ライトコアを含んで構成されてなることを特徴とする画
像形成装置。1. A coil wound around a substantially cylindrical bobbin inside a cylindrical heat roller made of a metal conductor.
In an image forming apparatus equipped with an induction heating type fixing device arranged in a stationary state, a bobbin around which the coil is wound extends along an inner surface of the bobbin.
This is a lens that is arranged in a substantially cylindrical shape with a gap in between.
An image forming apparatus comprising a light core .
生じさせる送風手段を具備してなる請求項1に記載の画
像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising an air blowing unit for generating an air flow inside the heat roller.
の少なくとも内面側に取り付けられたフィンを含む請求
項1あるいは2のいずれかに記載の画像形成装置。3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the blower unit includes a fin attached to at least an inner surface side of the end portion of the heat roller.
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