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JP2008282037A - Fixing device - Google Patents

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JP2008282037A
JP2008282037A JP2008175818A JP2008175818A JP2008282037A JP 2008282037 A JP2008282037 A JP 2008282037A JP 2008175818 A JP2008175818 A JP 2008175818A JP 2008175818 A JP2008175818 A JP 2008175818A JP 2008282037 A JP2008282037 A JP 2008282037A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic
magnetic field
generating member
coil
roller
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008175818A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kinouchi
聡 木野内
Osamu Takagi
修 高木
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Tec Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Tec Corp
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 Toshiba Corp, Toshiba Tec Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2008175818A priority Critical patent/JP2008282037A/en
Publication of JP2008282037A publication Critical patent/JP2008282037A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

【課題】 電磁誘導加熱方式の定着装置において、コイルの温度上昇によるコイルの劣化、芯材のキュリー点の問題により安定した加熱ができない。さらに、発生する磁場が外部に影響を与えていた。
【解決手段】 磁場発生手段として空芯コイルを用い、加熱ローラと磁性材で挟むよう構成する。この加熱ローラの回転軸方向端部と対応する位置に設けられる磁性材を移動させて、空芯コイルとの間の距離を変更する。
【選択図】 図17
PROBLEM TO BE SOLVED: To stably heat an electromagnetic induction heating type fixing device due to a problem of deterioration of a coil due to a rise in coil temperature and a Curie point of a core material. Furthermore, the generated magnetic field has influenced the outside.
SOLUTION: An air-core coil is used as a magnetic field generating means and is sandwiched between a heating roller and a magnetic material. The magnetic material provided at a position corresponding to the end of the heating roller in the rotation axis direction is moved to change the distance from the air core coil.
[Selection] Figure 17

Description

本発明は、誘導加熱方式を用いた定着装置に関する。   The present invention relates to a fixing device using an induction heating method.

従来、加熱ローラ型の定着装置は、粉体現像剤からなる現像剤像を坦持した用紙を加熱する加熱ローラおよび加圧しつつ搬送する加圧ローラとを備え、これら加熱ローラと加圧ローラとの圧接部(ニップ部)である定着ポイントを用紙が通過することで、この用紙上の現像剤を融着圧着して定着するようになっている。
従来の電子写真装置の定着装置では加熱源として、ハロゲンランプ等を用いてこれを金属ローラの内側に設置し、このローラを輻射熱によって加熱し、被定着物をこのローラに加圧接触させるために弾性ローラを押し当て、これらのローラを回転させ、上述のように被定着物を通過させる方式が一般的で、その他にフラッシュ加熱方式、オーブン加熱式、熱板加熱方式など種々のものが実用化されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a heating roller type fixing device includes a heating roller that heats a sheet carrying a developer image made of a powder developer, and a pressure roller that conveys the sheet while applying pressure. When the sheet passes through a fixing point which is a pressure contact portion (nip portion), the developer on the sheet is fused and pressure-fixed.
In a conventional fixing device of an electrophotographic apparatus, a halogen lamp or the like is installed as a heating source inside a metal roller, the roller is heated by radiant heat, and the object to be fixed is brought into pressure contact with the roller. A method is generally used in which elastic rollers are pressed and these rollers are rotated to pass the material to be fixed as described above. In addition, various types such as a flash heating method, an oven heating method, and a hot plate heating method are put into practical use. Has been.

ハロゲンランプを用いた定着装置においては、ハロゲンランプの光が加熱ローラの全周方向に放射されて全体が加熱される。この場合、光が熱に変換される際の損出と、ローラ内の空気を暖めてローラに熱を伝達する際の効率等を考えると熱変換効率が60〜70%となり、熱効率が低く、省エネに不利であった。また、熱効率が低いため、ウォーミングアップ時間も長くなるという問題があった。   In a fixing device using a halogen lamp, light from the halogen lamp is emitted in the entire circumferential direction of the heating roller to heat the whole. In this case, considering the loss when light is converted into heat and the efficiency when heating the air in the roller to transfer heat to the roller, the heat conversion efficiency is 60 to 70%, the heat efficiency is low, It was disadvantageous for energy saving. In addition, since the thermal efficiency is low, there is a problem that the warm-up time becomes long.

このようなことから、近年では、円筒状の耐熱性のフィルム材を用いた加熱式の定着装置も実用化されている。加熱体と上記加熱体に密着して移動する耐熱性フィルムを有し、このフィルムを介して被加熱材を加熱体に密着させてフィルムと一緒に移動させ、加熱体の熱エネルギーをフィルムを介して被加熱体に付与する加熱装置である。この場合、加熱体のライン状発熱体の長手方向の温度を均一に管理する必要があり、製造時の均一性や動作時の高精度な温度制御が要求される等、現実に製造する場合の障害は大きい。また、高速な複写機では、加熱体に高熱量のものが要求され、消費電力を低減する上での障害になってしまう問題があった。   For these reasons, in recent years, a heating type fixing device using a cylindrical heat-resistant film material has been put into practical use. It has a heat-resistant film that moves in close contact with the heating body and the heating body. The material to be heated is brought into close contact with the heating body through this film and moved together with the film, and the thermal energy of the heating body is transferred through the film. And a heating device applied to the object to be heated. In this case, it is necessary to uniformly manage the temperature in the longitudinal direction of the line-shaped heating element of the heating element, and in the case of actual production, such as uniformity during production and high-precision temperature control during operation are required. The obstacle is great. Further, a high-speed copying machine requires a heating element having a high calorific value, which causes a problem in reducing power consumption.

上記問題等を解決するため、誘導加熱の手法を用いた定着装置として、特開平9−258586、特開平8−76620等がある。特開平9−258586記載のものは、定着ローラの回転軸にそって設けられたコアにコイルを巻いた形状でローラに渦電流を流して加熱する方式である。また、特開平8−76620では、磁場発生手段によって導電フィルムを加熱して密着させた記録媒体を定着する装置であり、磁場発生手段をアセンブリしている部材と加熱ローラの間に発熱ベルトを挟ませてニップを形成している。
特開平9−258586号公報 特開平8−76620号公報
In order to solve the above problems and the like, there are JP-A-9-258586, JP-A-8-76620, and the like as fixing devices using an induction heating method. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-258586 is a system in which a coil is wound around a core provided along the rotation shaft of a fixing roller and an eddy current is passed through the roller to heat it. Japanese Patent Laid-Open No. 8-76620 is an apparatus for fixing a recording medium in which a conductive film is heated and adhered by a magnetic field generating means, and a heating belt is sandwiched between a member that assembles the magnetic field generating means and a heating roller. Not forming a nip.
JP-A-9-258586 JP-A-8-76620

しかしながら、上記のような電磁誘導加熱装置にも以下のような問題があった。すなわち磁場発生手段として加熱用コイルが用いられているが、上記誘導加熱コイルは、定着ニップ部およびその周辺に磁束を集中させるため、芯材を用いている。芯材としては、鉄、フェライト材を用いて構成している。この加熱用コイル及びコアは、ローラ、あるいは、発熱ベルトの内側に配置されているため、ローラ、発熱ベルトに与えられた熱が内部にこもり、コア及びコイルの温度上昇を引き起こしてしまう。長時間連続運転を行うと、コイルの耐熱温度を越えて、コイルが破損したり、芯材としてフェライト材を用いた場合は、キューリ温度を越えてしまってコア特性が急激に低下して、磁束を集中させることが出来なくなるという問題点があった。上記問題を軽減するためファンでローラ、発熱ベルト内部の空気を空冷して、コア、コイル温度を維持するという特許があるが、空冷することによって発熱効率が低下することは周知の事実である。   However, the electromagnetic induction heating apparatus as described above has the following problems. That is, although a heating coil is used as the magnetic field generating means, the induction heating coil uses a core material to concentrate the magnetic flux at the fixing nip portion and its periphery. As the core material, iron or ferrite material is used. Since the heating coil and the core are disposed inside the roller or the heat generating belt, the heat applied to the roller and the heat generating belt is trapped inside, causing the core and the coil to rise in temperature. If continuous operation for a long time exceeds the heat resistance temperature of the coil, and if the coil is damaged, or if a ferrite material is used as the core material, it will exceed the Curie temperature and the core characteristics will deteriorate rapidly, resulting in magnetic flux There was a problem that it was impossible to concentrate. In order to alleviate the above problem, there is a patent that maintains the core and coil temperatures by air-cooling the air inside the roller and the heat generating belt with a fan, but it is a well-known fact that the heat generation efficiency decreases by air cooling.

上記の問題点を解決するため、特開平7−295414のように加熱ローラの外周面にコイルを配置しているものがある。この場合は、コイルで発生する熱はコイル外周面に放熱されるので、コイルの温度上昇を抑えることができる。しかしながら、この構成の定着装置の場合、加熱ローラ外側にコイルが配置されており、さらに芯材等で磁束を一定の方向に集中させているわけではないので、コイルから発生する磁場が加熱ローラ外周面だけに作用するのではなく、ローラと対向する方向に磁場を発生させる。これがノイズとなって定着器外に漏れたり、その他の金属部材を加熱してしまうといった障害になる。また、磁束が集中しないため、効率も低下していた。   In order to solve the above-mentioned problems, there is one in which a coil is arranged on the outer peripheral surface of a heating roller as disclosed in JP-A-7-295414. In this case, since the heat generated in the coil is radiated to the outer peripheral surface of the coil, the temperature rise of the coil can be suppressed. However, in the case of the fixing device having this configuration, the coil is disposed outside the heating roller and the magnetic flux is not concentrated in a certain direction by the core material or the like. Instead of acting only on the surface, a magnetic field is generated in the direction facing the roller. This becomes a noise that leaks out of the fixing device or heats other metal members. Further, since the magnetic flux is not concentrated, the efficiency is also lowered.

また、ローラ長手方向に対して発熱量を調整したい場合にコイル及びコイルが巻かれている芯材の形状を変更しなければならなかった。芯材が一体成形されている場合は、調整することができず、改めて芯材の形状を変更して巻き直さなければならない。上記のような問題を解決するには、芯材及びコイルの組立、加工精度を上げて寸法精度で位置決めしなければならない。さらに温度検知手段をローラに設置しているので、その部分の温度低下を考慮したりするといった局所的な場所での発熱量調整は困難であった。   Further, when it is desired to adjust the heat generation amount in the longitudinal direction of the roller, the shape of the coil and the core material around which the coil is wound has to be changed. When the core material is integrally formed, it cannot be adjusted, and the shape of the core material must be changed again to be rewound. In order to solve the above problems, it is necessary to increase the assembly accuracy and processing accuracy of the core material and the coil and to perform positioning with dimensional accuracy. Furthermore, since the temperature detecting means is installed on the roller, it is difficult to adjust the amount of heat generated locally, such as taking into account the temperature drop at that portion.

コイルが巻かれている芯材を分割して移動可能として発熱量を調整するといった特許があるが、この場合、芯材の位置を調整するためにコイルを取り外して個々に調整を行わなければならず、調整に時間を要してしまう。また、局所部分の発熱量を調整するためには、芯材の分割数を多くする必要があるが、発熱量を一定にするためには、1つ1つ、芯材の位置出しを行わなければならず、均一に加熱すること自体が困難になる要因となってしまう。   There is a patent that divides the core material around which the coil is wound and adjusts the amount of heat generation so that it can move. In this case, in order to adjust the position of the core material, the coil must be removed and adjusted individually. Therefore, adjustment takes time. Moreover, in order to adjust the heat generation amount of the local portion, it is necessary to increase the number of divisions of the core material. However, in order to make the heat generation amount constant, the core material must be positioned one by one. In other words, uniform heating itself becomes difficult.

本発明は上述した問題を解決を鑑みてなされたものであり、定着装置の温度上昇による不具合、加熱ローラの温度を均一にすることを容易とした定着装置を提供する。   The present invention has been made in view of solving the above-described problems, and provides a fixing device in which it is easy to make the temperature of the heating roller uniform due to a problem caused by a temperature rise of the fixing device.

この発明は、上記問題点に基づきなされたものであって、
請求項1に記載の定着装置は、回転するとともに用紙に形成された像を加熱して定着させる発熱部材と、導電性線材によりコイル状に形成され、発生する磁場を前記発熱部材の外表面側からこの発熱部材に作用させて渦電流を発生させることにより、この発熱部材を発熱させる磁場発生部材と、前記磁場発生部材を介して前記発熱部材と反対側、且つ、この発熱部材の回転軸方向中央部と対応する位置に固定配置される第1の磁性部材と、前記磁場発生部材を介して前記発熱部材と反対側、且つ、この発熱部材の回転軸方向端部と対応する位置に設けられる第2の磁性部材と、第2の磁性部材が設けられ、この第2の磁性部材を移動させて前記磁場発生部材との間の距離を変更する位置調整部材と、を備えたことを特徴とする。
The present invention has been made based on the above problems,
The fixing device according to claim 1 is formed in a coil shape with a heat generating member that rotates and heats and fixes an image formed on a sheet, and a conductive wire, and generates a generated magnetic field on the outer surface side of the heat generating member. A magnetic field generating member that generates heat by causing the heat generating member to generate eddy currents, a side opposite to the heat generating member via the magnetic field generating member, and a rotation axis direction of the heat generating member A first magnetic member fixedly arranged at a position corresponding to the central portion, and a position opposite to the heat generating member via the magnetic field generating member and at a position corresponding to an end portion in the rotation axis direction of the heat generating member. A second magnetic member; a second magnetic member; and a position adjusting member that moves the second magnetic member to change a distance from the magnetic field generating member. To do.

この発明によれば、コイルの温度上昇によるコイル劣化を防ぎつつ、コイルから発生する磁場が外部に影響を与えないような定着装置を提供することができた。更に、コイルや芯材の形状、その位置を変えることなく加熱ローラの発熱量を調整することができる。   According to the present invention, it has been possible to provide a fixing device in which the magnetic field generated from the coil does not affect the outside while preventing the coil from being deteriorated due to the temperature rise of the coil. Furthermore, the heat generation amount of the heating roller can be adjusted without changing the shape and position of the coil and the core material.

以下、添付の図面を参照しながら本発明の第1の実施例について説明する。図1は定着器の全体構成を示した簡略図である。定着装置1は、加熱ローラ2(φ40mm)と加圧ローラ3(φ40)とを備えた構成となっている。加圧ローラ3は、加圧機構(図示せず)によって前記加熱ローラ2に対して圧接されていて、一定のニップ幅を持つように維持されており、加熱ローラ2は駆動モータ(図示せず)により矢印方向に駆動され、加圧ローラ3は従動で矢印方向に回転するようになっている。加熱ローラ2の材質は鉄を用いており、肉厚1mmとしている。ローラ表面には、テフロン等の離型層を被覆されている。本実施例では、ローラ材質として鉄を用いているが、そのほか、ステンレス、アルミ、ステンレスとアルミの複合材等でも良い。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a simplified diagram showing the overall configuration of the fixing device. The fixing device 1 includes a heating roller 2 (φ40 mm) and a pressure roller 3 (φ40). The pressure roller 3 is pressed against the heating roller 2 by a pressure mechanism (not shown) and is maintained to have a constant nip width. The heating roller 2 is a drive motor (not shown). The pressure roller 3 is driven to rotate in the direction of the arrow. The heating roller 2 is made of iron and has a thickness of 1 mm. The roller surface is coated with a release layer such as Teflon. In this embodiment, iron is used as the roller material. However, stainless steel, aluminum, a composite material of stainless steel and aluminum, or the like may be used.

加圧ローラ3は、芯金の周囲にシリコンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成されている。これら加熱ローラ2と加圧ローラ3との圧接部(ニップ部)である定着ポイントを用紙Pが通過することで、この用紙上の現像剤を融着圧着して定着するようになっている。   The pressure roller 3 is configured by covering the cored bar with silicon rubber, fluorine rubber or the like. When the paper P passes through a fixing point which is a pressure contact portion (nip portion) between the heating roller 2 and the pressure roller 3, the developer on the paper is fixed by fusing and pressing.

加熱ローラ2の周上には、加熱ローラ2と加圧ローラ3との接触位置(ニップ部)よりも回転方向下流側に、用紙Pを加熱ローラ3から剥離させる剥離爪5、加熱ローラ2上にオフセットされたトナーや紙屑等のごみを除去するクリーニング部材6、オフセット防止用離型剤を塗布する離型剤塗布装置8、及び加熱ローラ2の温度検出をするサーミスタ9が設けられている。   On the circumference of the heating roller 2, on the peeling claw 5 for peeling the paper P from the heating roller 3 on the downstream side in the rotation direction from the contact position (nip portion) between the heating roller 2 and the pressure roller 3, There are provided a cleaning member 6 for removing dust such as toner and paper scraps offset from the toner, a release agent application device 8 for applying an offset prevention release agent, and a thermistor 9 for detecting the temperature of the heating roller 2.

加熱原理は誘導加熱装置(磁場発生手段)10を用いている。誘導加熱装置10は、励磁コイル11から構成されており、加熱ローラ2の外周面に配置されている。励磁コイル11は、線形0.5mmの銅線材を用いており、お互いに絶縁された線材を複数本束ねたリッツ線として構成されている。リッツ線にすることで浸透深さより線径を小さくすることができ、交流電流を有効に流すことが可能となる。本実施例では、φ0.5mmを16本束ねている。コイルの被覆線は、耐熱性のポリアミドイミドを用いている。磁場発生手段は、コイルの磁束を集中させるために用いる芯材(コア部材)を使用しておらず、空芯コイルを用いている。空芯コイルを用いることで複雑な形状をした芯材を用いることがないので作成が比較的容易となる。また、励磁回路も簡単なものでよくなる。   As the heating principle, an induction heating device (magnetic field generating means) 10 is used. The induction heating device 10 includes an exciting coil 11 and is disposed on the outer peripheral surface of the heating roller 2. The exciting coil 11 uses a linear 0.5 mm copper wire, and is configured as a litz wire in which a plurality of wires insulated from each other are bundled. By using a litz wire, the wire diameter can be made smaller than the penetration depth, and an alternating current can be effectively passed. In this embodiment, 16 pieces of φ0.5 mm are bundled. The coated wire of the coil uses heat-resistant polyamideimide. The magnetic field generating means does not use a core material (core member) used for concentrating the magnetic flux of the coil, but uses an air-core coil. Since an air core coil is used, a core material having a complicated shape is not used, so that the production is relatively easy. Also, a simple excitation circuit is sufficient.

図示しない励磁回路(インバータ回路)から励磁コイル11に印加される高周波電流で発生する磁束によって、磁界の変化を妨げるように、加熱ローラ2に磁束と渦電流を発生させる。この渦電流と加熱ローラ抵抗によってジュール熱が発生し、加熱ローラ2が加熱される。本実施例では、励磁コイル11に周波数20kHz、出力900Wの高周波電流を流した。加熱ローラ2の表面温度は、180℃に設定し制御されている。表面温度をサーミスタ9によって検知し、フィードバック制御によって加熱ローラ2の加熱を行っている。このとき、ローラ全体の温度分布を均一にするため、加熱ローラ2、加圧ローラ3は回転している。
ローラを回転させることでローラ全面に一定の熱量を与えている。加熱ローラ表面温度が180℃に達するとコピー動作が開始し、用紙Pが加熱ローラ2と加圧ローラ3との圧接部(ニップ部)である定着ポイントを用紙Pが通過することで、この用紙上の現像剤を融着圧着して定着する。また、励磁回路への電流は加熱ローラ表面に圧接された温度ヒューズであるサーモスタット13を介して供給される。このサーモスタットは加熱ローラ2の表面温度があらかじめ設定されており、異常温度に達すると回路に供給する電流を遮断するものである。
Magnetic flux and eddy current are generated in the heating roller 2 so as to prevent the magnetic field from being changed by magnetic flux generated by a high frequency current applied to the exciting coil 11 from an excitation circuit (inverter circuit) (not shown). Joule heat is generated by the eddy current and the heating roller resistance, and the heating roller 2 is heated. In this embodiment, a high frequency current having a frequency of 20 kHz and an output of 900 W was passed through the exciting coil 11. The surface temperature of the heating roller 2 is set to 180 ° C. and controlled. The surface temperature is detected by the thermistor 9, and the heating roller 2 is heated by feedback control. At this time, the heating roller 2 and the pressure roller 3 are rotating in order to make the temperature distribution of the entire roller uniform.
A certain amount of heat is given to the entire roller surface by rotating the roller. When the surface temperature of the heating roller reaches 180 ° C., the copying operation starts, and the sheet P passes through a fixing point where the sheet P is a pressure contact portion (nip portion) between the heating roller 2 and the pressure roller 3. The above developer is fixed by fusion bonding. The current to the excitation circuit is supplied through a thermostat 13 which is a temperature fuse pressed against the surface of the heating roller. In this thermostat, the surface temperature of the heating roller 2 is preset, and when the temperature reaches an abnormal temperature, the current supplied to the circuit is cut off.

図2に本実施例の加熱ローラ2と磁場発生手段を簡略的に示した斜視図を示す。図2に示すように空芯コイル11(点線で示す)が加熱ローラ外周面に配置されている。加熱ローラ2と空芯コイル11の距離は、1mmに設定されている。
この空芯コイル11を介して加熱ローラ2と反対側に磁場遮蔽材16が配置されている。磁場遮蔽材16の材料は、磁性材がよく、本実施例では透磁率が高く、発熱しにくいフェライト材を用いている。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the heating roller 2 and magnetic field generating means of the present embodiment. As shown in FIG. 2, an air-core coil 11 (indicated by a dotted line) is disposed on the outer peripheral surface of the heating roller. The distance between the heating roller 2 and the air-core coil 11 is set to 1 mm.
A magnetic field shielding material 16 is disposed on the opposite side of the heating roller 2 via the air core coil 11. The magnetic shielding material 16 is preferably made of a magnetic material. In this embodiment, a ferrite material having a high magnetic permeability and hardly generating heat is used.

空芯コイル11と磁場遮蔽材16との距離は5mmに設定されている。磁場遮蔽材16を配置することによって加熱ローラ外周に空芯コイルを配置しても外に漏れる磁場が遮蔽されるため、ノイズ等の問題を解決できる。また、磁場遮蔽材16を配置することによって、コイル自身がローラ側以外に磁場を発生させても問題にならないので、成形が容易な芯材なしの空芯コイルを用いることができる。遮蔽部材がない場合でローラ外側に磁場発生手段を配置する場合は、外側に磁場もれないような形状の芯材を用いなければならず、形状が制限されたり、芯材を複雑な形状にしなければならない。本実施例では、磁場遮蔽材16は、磁場発生手段と全く別に配置すればよく、磁場発生手段に依存しない。また複雑な形状にする必要がないので、コストもかからない。本実施例では、円周面を持っているが、平板でも遮蔽効果を得ることが可能である。   The distance between the air core coil 11 and the magnetic shielding material 16 is set to 5 mm. By disposing the magnetic field shielding material 16, even if an air core coil is disposed on the outer periphery of the heating roller, the magnetic field leaking outside is shielded, so that problems such as noise can be solved. Further, since the magnetic field shielding material 16 is arranged so that the coil itself generates a magnetic field on the side other than the roller side, there is no problem, and an air core coil without a core material that can be easily formed can be used. When there is no shielding member and the magnetic field generating means is arranged outside the roller, a core material that does not have a magnetic field outside must be used, and the shape is limited or the core material is made complex. There must be. In the present embodiment, the magnetic field shielding material 16 may be arranged completely separately from the magnetic field generating means and does not depend on the magnetic field generating means. Moreover, since it is not necessary to use a complicated shape, there is no cost. In this embodiment, it has a circumferential surface, but a shielding effect can be obtained even with a flat plate.

図3、4に磁場遮蔽材の効果を調べるために行った磁場解析結果を示す。図3は、磁場遮蔽部材を用いない場合の磁束の発生のようすを示している。計算を簡易的にするために平板を加熱するモデルとしている。この結果から平板に与えられる磁束以外にコイル20を介して平板21と反対側に磁束22が発生していることが、顕著にわかる。すなわち外側に磁束22が漏れてノイズ、回路の誤動作等の問題が生じる可能性がある。一方、図4では、磁場遮蔽材23を配置することによって磁場がコイル22を介して平板21と反対側に発生する磁場を遮蔽していることがわかる。この解析によって磁場遮蔽材を配置することによって空芯コイルをローラ外側に配置しても外に磁場が漏れ出すことがなくなった。これにより、磁場発生手段を加熱ローラ内側に入れる必要がないので、ローラ内の輻射熱によってコイルが発熱して劣化したり、芯材が発熱して特性が落ちて熱効率が低下するといった問題を解決することができた。本実施例では、磁場遮蔽部材としてフェライト材を用いているが、その他の磁性部材を用いても同様の効果を得ることができる。また、本実施例では、磁場遮蔽材と空芯コイルの距離は、5mmに設定しているが、空芯コイルに磁場遮蔽材を接触させた構成でも効果を得られることは言うまでもない。   3 and 4 show the results of magnetic field analysis performed for examining the effect of the magnetic field shielding material. FIG. 3 shows how the magnetic flux is generated when the magnetic field shielding member is not used. In order to simplify the calculation, the flat plate is heated. From this result, it can be clearly seen that the magnetic flux 22 is generated on the opposite side of the flat plate 21 via the coil 20 in addition to the magnetic flux applied to the flat plate. That is, the magnetic flux 22 leaks to the outside, which may cause problems such as noise and circuit malfunction. On the other hand, in FIG. 4, it can be seen that the magnetic field shielding material 23 shields the magnetic field generated on the opposite side of the flat plate 21 via the coil 22. By arranging the magnetic field shielding material by this analysis, the magnetic field does not leak outside even if the air-core coil is arranged outside the roller. This eliminates the need to put the magnetic field generating means inside the heating roller, thereby solving the problem that the coil generates heat and deteriorates due to the radiant heat in the roller, or the core material generates heat and the characteristics are deteriorated to lower the thermal efficiency. I was able to. In this embodiment, the ferrite material is used as the magnetic field shielding member, but the same effect can be obtained even if other magnetic members are used. In the present embodiment, the distance between the magnetic shielding material and the air core coil is set to 5 mm, but it goes without saying that the effect can be obtained even when the magnetic shielding material is in contact with the air core coil.

次に本発明にかかる第2の実施例について説明する。定着装置概要は第1の実施例と同様なので説明を省略する。図5に本実施例の加熱ローラと磁場発生手段を簡略的に示した斜視図を示す。図5に示すように空芯コイル11が加熱ローラ外周面に配置されている。加熱ローラ2と空芯コイル11の距離は、1mmに設定されている。この空芯コイル11を介して加熱ローラ2と反対側に磁場遮蔽材32が配置されている。磁場遮蔽材32は、図5に示すようにその長手方向(ローラ長手方向)に垂直に分割されている。本実施例では、さらに分割された磁場遮蔽材32が一定の間隔(Y)で配置されている。   Next, a second embodiment according to the present invention will be described. Since the outline of the fixing device is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. FIG. 5 is a perspective view schematically showing the heating roller and magnetic field generating means of this embodiment. As shown in FIG. 5, the air-core coil 11 is arranged on the outer peripheral surface of the heating roller. The distance between the heating roller 2 and the air-core coil 11 is set to 1 mm. A magnetic field shielding material 32 is disposed on the opposite side of the heating roller 2 via the air-core coil 11. As shown in FIG. 5, the magnetic shielding material 32 is divided perpendicularly to the longitudinal direction (roller longitudinal direction). In the present embodiment, the further divided magnetic field shielding materials 32 are arranged at a constant interval (Y).

第1の実施例では、磁場遮蔽部材が一体で空芯コイル全体を覆う構成であったが、本実施例においては、複数の磁場遮蔽材32を一定の間隔で配置した構成をとっている。この理由としては、実際の定着装置において、空芯コイルを介してローラと反対側に磁場が発生するが、この磁場を遮蔽する際、透磁率の大きい部材を用いることによって、空芯コイル全体を完全に覆わなくても、一定の間隔を持って配置することで、遮蔽材同士により磁束が制御され、遮蔽材を通り過ぎて外側に漏れ出すことを防ぐことができる。遮蔽材の特性によって、間隔は異なってくるが、本実施例では、遮蔽材幅15mmに対して、遮蔽材間隔を20mmとして配置した。この条件で定着器外に磁場が漏れることなく、ノイズ等も問題も解消できた。これにより、遮蔽材がコイル全体を覆う必要がないため、個々の遮蔽材を小さくすることができるので、型成形が容易になった。また、遮蔽材を小さくできるので、大型のものより寸法精度を出しやすい。一定の間隔を空けているので、遮蔽材の材料も削減できる。   In the first embodiment, the magnetic field shielding member is integrally configured to cover the entire air-core coil, but in the present embodiment, a configuration in which a plurality of magnetic field shielding materials 32 are arranged at regular intervals is employed. The reason for this is that in an actual fixing device, a magnetic field is generated on the opposite side of the roller via the air-core coil. When shielding this magnetic field, the entire air-core coil is made to use a member having a high magnetic permeability. Even if it is not completely covered, the magnetic flux is controlled by the shielding materials by arranging them at a certain interval, and it is possible to prevent leakage through the shielding material to the outside. Although the interval varies depending on the characteristics of the shielding material, in this embodiment, the shielding material interval is set to 20 mm with respect to the shielding material width of 15 mm. Under these conditions, the magnetic field did not leak outside the fixing device, and noise and other problems could be solved. Thereby, since it is not necessary for a shielding material to cover the whole coil, since each shielding material can be made small, mold shaping became easy. Moreover, since the shielding material can be made smaller, it is easier to obtain dimensional accuracy than a large one. Since there is a certain interval, the material of the shielding material can be reduced.

次に本発明に係る第3の実施例について説明する。定着装置概要は第1の実施例と同様なので説明を省略する。図6に加熱ローラと磁場遮蔽材との配置構成を示す図(上面図)を示す。図6に示すように加熱ローラ外周に空芯コイル11が配置されており、空芯コイル11を介して加熱ローラ2と反対側に複数の磁場遮蔽材32が配置されている。本実施例では、空芯コイル11の端部(ローラ長手方向端部付近)に配置した磁場遮蔽材片42a、42bの配置条件をその他の磁場遮蔽部材と変えている。これは、端部の磁束の発生の仕方がそのほかの場所と異なっているため、端部の磁束発生形態に合わせた磁場遮蔽材片42a、42bを用いることで効率的に磁場を遮蔽することができる。また、図7のように長手方向に平行な分割片43を行っても同様の効果が得られる。   Next, a third embodiment according to the present invention will be described. Since the outline of the fixing device is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. FIG. 6 is a diagram (top view) showing an arrangement configuration of the heating roller and the magnetic shielding material. As shown in FIG. 6, the air core coil 11 is disposed on the outer periphery of the heating roller, and a plurality of magnetic field shielding materials 32 are disposed on the opposite side of the heating roller 2 via the air core coil 11. In this embodiment, the arrangement conditions of the magnetic field shielding material pieces 42a and 42b arranged at the end of the air-core coil 11 (near the end in the roller longitudinal direction) are changed from those of other magnetic field shielding members. This is because the method of generating the magnetic flux at the end portion is different from other places, so that the magnetic field can be efficiently shielded by using the magnetic field shielding material pieces 42a and 42b according to the magnetic flux generation form at the end portion. it can. Further, the same effect can be obtained even if the split pieces 43 parallel to the longitudinal direction are performed as shown in FIG.

上記第3の実施例の磁場遮蔽材は材料を1種類で構成したが、複数の材料を用いて、コイル端部の磁束を遮蔽したも同様の効果が得られる。また、第2の実施例においても磁場遮蔽手段に複数の材料を用いてもそれぞれの効果が得られることはいうまでもない。   Although the magnetic field shielding material of the third embodiment is composed of a single material, the same effect can be obtained by shielding the magnetic flux at the coil end using a plurality of materials. In the second embodiment, it goes without saying that the respective effects can be obtained even if a plurality of materials are used for the magnetic field shielding means.

また、上記第2の実施例では、長手方向(ローラ長手方向)に垂直に分割されているが、複数の磁場遮蔽材の成型方法として、型成形で行うので、この際、抜き勾配を考慮して、一定の角度を持ってローラ長手方向に配置されていてもよい。   In the second embodiment, the magnetic field is divided perpendicularly to the longitudinal direction (roller longitudinal direction). However, since a plurality of magnetic field shielding materials are molded by molding, the draft is taken into consideration. Thus, they may be arranged in the roller longitudinal direction with a certain angle.

次に本発明に係る第4の実施例を説明する。定着装置概要は第1の実施例と同様なので説明を省略する。図8に加熱ローラと磁場発生手段を簡略的に示した斜視図を示す。図8に示すよう加熱ローラ外周面に空芯コイルが配置されており、空芯コイルを介して加熱ローラ2と反対側に磁場遮蔽材51が配置されている。
磁場遮蔽部材は複数の磁場遮蔽部材要素52a、52b…を長手方向(ローラ回転軸方向)に積層接着して一体化している。本実施例では、磁場遮蔽材51の材料としてフェライト材を用いている。
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. Since the outline of the fixing device is the same as that of the first embodiment, description thereof is omitted. FIG. 8 is a perspective view schematically showing the heating roller and the magnetic field generating means. As shown in FIG. 8, an air core coil is disposed on the outer peripheral surface of the heating roller, and a magnetic field shielding material 51 is disposed on the opposite side of the heating roller 2 via the air core coil.
The magnetic field shielding member is formed by laminating and bonding a plurality of magnetic field shielding member elements 52a, 52b... In the longitudinal direction (roller rotation axis direction). In this embodiment, a ferrite material is used as the material of the magnetic field shielding material 51.

また、この第4の実施例では、遮蔽部材の材料としてフェライトを用いているが、鉄、珪素鋼板、パーマロイ、等を用いても良い。鉄や珪素鋼板、パーマロイの場合は、本実施例で用いているフェライトと異なり、導電性部材である。このため、材料そのものを一体成形で製作すると遮蔽部材に渦電流が生じて熱損失を起こしやすい。しかし、この第4の実施例のように積層接着して一体化してある場合は、渦電流が閉ループを描きにくくなり、渦電流の発生を防ぐことが可能となる。また、積層接着しているので遮蔽部材の機械的強度は一体成形したものと同等であり、遮蔽材を特別のケース等で保持する必要がない。さらにフェライト材料を一体成型で作成すると正確な寸法精度を出すことが困難である。長手方向にそりが発生する原因になる。仮に寸法精度を維持するとしても製造に大幅なコストUPの要因となる。しかし、本実施例のように積層接着で一体化すれば、個々の遮蔽材要素は比較的容易に寸法精度を出すことが可能である。それぞれのコア要素を一体化することでコストUPも抑えることができる。磁場発生手段のローラ外への磁束の漏れが大きく、コイルを全体を覆う必要のある場合には、上記実施例が有効である。   In the fourth embodiment, ferrite is used as the material of the shielding member, but iron, silicon steel plate, permalloy, or the like may be used. In the case of iron, silicon steel plate, and permalloy, unlike the ferrite used in this embodiment, it is a conductive member. For this reason, when the material itself is manufactured by integral molding, an eddy current is generated in the shielding member and heat loss is likely to occur. However, when they are laminated and integrated as in the fourth embodiment, the eddy current is difficult to draw a closed loop, and the generation of eddy current can be prevented. Further, since the laminated members are bonded, the mechanical strength of the shielding member is equivalent to that of the integrally molded member, and it is not necessary to hold the shielding material in a special case or the like. Furthermore, if the ferrite material is formed by integral molding, it is difficult to obtain accurate dimensional accuracy. This causes warpage in the longitudinal direction. Even if dimensional accuracy is maintained, it causes a significant cost increase in manufacturing. However, if integrated by laminating adhesion as in this embodiment, the individual shielding material elements can be relatively easily dimensional accuracy. The cost can be suppressed by integrating the core elements. The above embodiment is effective when there is a large leakage of magnetic flux outside the roller of the magnetic field generating means and it is necessary to cover the entire coil.

次に本発明に係る第5の実施例を説明する。図9は定着器の全体構成を示した簡略断面図である。定着器の形状、基本構成は、第1の実施例と同等なので省略する。構成の異なる磁場発生手段のみ以下に述べる。加熱原理は誘導加熱装置(磁場発生手段)60を用いている。誘導加熱装置60は、励磁コイル11から構成されており、加熱ローラ2の外周面に配置されている。励磁コイル11は、線形0.5mmの銅線材を用いており、お互いに絶縁された線材を複数本束ねたリッツ線として構成されている。リッツ線にすることで浸透深さより線径を小さくすることができ、交流電流を有効に流すことが可能となる。本実施例では、φ0.5mmを16本束ねている。コイルの被覆線は、耐熱性のポリアミドイミドを用いている。本実施例では、磁場発生手段は、コイルの磁束を集中させるために用いる芯材を使用しておらず、空芯コイルを用いている。しかし、図10に示すようなコア材63を使って磁束を集中させるタイプでも良い。   Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described. FIG. 9 is a simplified cross-sectional view showing the overall configuration of the fixing device. Since the shape and basic configuration of the fixing device are the same as those in the first embodiment, a description thereof will be omitted. Only magnetic field generating means having different configurations will be described below. As the heating principle, an induction heating device (magnetic field generating means) 60 is used. The induction heating device 60 includes the exciting coil 11 and is disposed on the outer peripheral surface of the heating roller 2. The exciting coil 11 uses a linear 0.5 mm copper wire, and is configured as a litz wire in which a plurality of wires insulated from each other are bundled. By using a litz wire, the wire diameter can be made smaller than the penetration depth, and an alternating current can be effectively passed. In this embodiment, 16 pieces of φ0.5 mm are bundled. The coated wire of the coil uses heat-resistant polyamideimide. In this embodiment, the magnetic field generating means does not use the core material used to concentrate the magnetic flux of the coil, but uses an air-core coil. However, a type in which the magnetic flux is concentrated using the core material 63 as shown in FIG. 10 may be used.

図示しない励磁回路(インバータ回路)から励磁コイル11に印加される高周波電流で発生する磁束によって、磁界の変化を妨げるように、加熱ローラに磁束と渦電流を発生させる。この渦電流と加熱ローラ抵抗によってジュール熱が発生し、加熱ローラが加熱される。本実施例では、コイルに周波数20kHz、出力900Wの高周波電流を流した。   Magnetic flux and eddy current are generated in the heating roller so as to prevent the magnetic field from being changed by magnetic flux generated by a high frequency current applied to the exciting coil 11 from an excitation circuit (inverter circuit) (not shown). Joule heat is generated by the eddy current and the heating roller resistance, and the heating roller is heated. In this embodiment, a high frequency current having a frequency of 20 kHz and an output of 900 W was passed through the coil.

本実施例の磁場発生手段について、加熱ローラと磁場発生手段を簡略的に示した断面図を用いて説明する。図11に示すように励磁コイル11を介して加熱ローラ2と反対側に複数の磁性材72を配置している。これは、加熱ローラ2長手方向に対して発熱量を調整するために用いる。すなわち、本実施例では、過熱ローラ内部a部、b部に温度検知手段が取り付けられているため、a、b部の温度検出手段に熱伝導で熱が伝わり、加熱ローラ2の表面温度が低下してしまう。この局部的な発熱量の調整を行うため、複数の磁性材72を配置している。本実施例では、磁性材72を配置した場所の磁場が強くなり、その部分の発熱量を増すことができる。これにより、温度検出手段によって低下した分の熱量を補うことができる。このように磁性材を複数、長手方向に配列することで局所的な場所での温度調整を行うことができる。   The magnetic field generating means of the present embodiment will be described with reference to sectional views schematically showing the heating roller and the magnetic field generating means. As shown in FIG. 11, a plurality of magnetic materials 72 are arranged on the opposite side of the heating roller 2 via the exciting coil 11. This is used to adjust the heat generation amount with respect to the longitudinal direction of the heating roller 2. That is, in this embodiment, since the temperature detection means are attached to the a part and b part inside the overheating roller, heat is transmitted to the temperature detection means of parts a and b by heat conduction, and the surface temperature of the heating roller 2 is lowered. Resulting in. In order to adjust the local heat generation amount, a plurality of magnetic materials 72 are arranged. In the present embodiment, the magnetic field at the place where the magnetic material 72 is disposed becomes stronger, and the amount of heat generated at that portion can be increased. As a result, the amount of heat reduced by the temperature detecting means can be compensated. Thus, by arranging a plurality of magnetic materials in the longitudinal direction, temperature adjustment at a local location can be performed.

また、第5の実施例の変形例を説明する。加熱ローラを加熱する場合、加熱ローラ端部の温度分布がローラ中央部に比べて低くなる傾向にある。これは、ローラ端部の外への放熱がローラ中央部よりも多いためである。つまり、空気中への熱の逃げと端部を支持する支持部材等から熱を奪われるためである。このため、この第5の実施例の変形例では、図12に示すように磁性材80が配置されている。端部の磁性材81a、81bと励磁コイル11との距離を中央部の磁性材82に比べて近づけることで加熱ローラ2の端部が受ける磁束が増すので端部に与える熱量を増すことができる。このようにコイル自体の形状を変更させることなしに、容易に加熱ローラ2の長手方向の発熱量を変更することができるので効率よく調整が可能となる。   A modification of the fifth embodiment will be described. When heating the heating roller, the temperature distribution at the end of the heating roller tends to be lower than that at the center of the roller. This is because the heat radiation to the outside of the roller end is greater than that in the central portion of the roller. That is, the heat escapes into the air and the heat is taken away from the support member that supports the end portion. For this reason, in the modification of the fifth embodiment, a magnetic material 80 is disposed as shown in FIG. The magnetic flux received by the end of the heating roller 2 is increased by making the distance between the magnetic material 81a, 81b at the end and the exciting coil 11 closer than the magnetic material 82 at the center, so that the amount of heat applied to the end can be increased. . As described above, since the heat generation amount in the longitudinal direction of the heating roller 2 can be easily changed without changing the shape of the coil itself, the adjustment can be made efficiently.

磁性材の支持方法としては、図13に示すように励磁コイル11との距離を一定の保つためのケース86によって支持されている。ケース86は、耐熱性の樹脂材料で成形されている。ケース86の材料は、非磁性なので、磁束を制御する磁性材80に影響を与えることはない。磁性材80と励磁コイル11の位置を調整する機構としてスペーサ88を用いている。励磁コイル11との距離を離す場合は、各磁性材の下にスペーサ88を挿入している。このスペーサ88の材料もケースの材料と同じにしている。コイルと磁性材の距離を近づける場合は、ケース86全体を励磁コイル11に近づける位置決め機構を持っている。図14のように局所的な部分にのみ磁性材72を配置する場合は、磁性材72をケース86に接着しても良いし、磁性材の間にスペーサを挿入しても良い。本実施例では、ケース86に接着している。   As a method for supporting the magnetic material, as shown in FIG. 13, the magnetic material is supported by a case 86 for keeping the distance from the exciting coil 11 constant. Case 86 is formed of a heat-resistant resin material. Since the material of the case 86 is nonmagnetic, it does not affect the magnetic material 80 that controls the magnetic flux. A spacer 88 is used as a mechanism for adjusting the positions of the magnetic material 80 and the exciting coil 11. When the distance from the exciting coil 11 is increased, a spacer 88 is inserted under each magnetic material. The material of the spacer 88 is the same as that of the case. In order to reduce the distance between the coil and the magnetic material, a positioning mechanism for bringing the entire case 86 close to the exciting coil 11 is provided. When the magnetic material 72 is disposed only at a local portion as shown in FIG. 14, the magnetic material 72 may be adhered to the case 86, or a spacer may be inserted between the magnetic materials. In this embodiment, it is bonded to the case 86.

また、本発明の第6の実施例では、図15に示すように磁性材95同士を一定の間隔で配置している。磁性体を一定の間隔で空けた場合、磁性材72のあるところのローラ温度とないところのローラ温度で差が生じるが、上記による温度ムラが定着画像に影響しないレベルまで間隔を空けて、磁性体自体の個数を減らしてコストダウン、軽量化を図っている。また、一定の間隔を空けることでお互いの磁性材に熱伝導によ熱の伝わりを削減できるので、放熱性を良くして発熱効率が向上する効果を得ている。また図16のように磁性材72の上側に放熱部材97を取り付けて、さらに放熱効果を向上させることもできる。 In the sixth embodiment of the present invention, the magnetic members 95 are arranged at regular intervals as shown in FIG. When the magnetic material is spaced at a certain interval, a difference occurs between the roller temperature at which the magnetic material 72 is present and the roller temperature at which the magnetic material 72 is not present. The number of bodies themselves is reduced to reduce costs and weight. Since it reduces the transmitted magnetic material each other by that heat to the heat conduction be spaced a predetermined distance, heating efficiency is obtained an effect of improving and good heat dissipation. Further, as shown in FIG. 16, a heat radiating member 97 can be attached on the upper side of the magnetic material 72 to further improve the heat radiating effect.

さらに上記に上げたそれぞれの実施例は、磁束を制御してローラ長手方向の発熱量を調整する目的で配置されているが、その効果とともに上記磁性材によって磁場を遮蔽するための遮蔽部材としての役割も兼用することもできる。   Further, each of the above-described embodiments is arranged for the purpose of adjusting the heat generation amount in the longitudinal direction of the roller by controlling the magnetic flux, but with the effect as a shielding member for shielding the magnetic field by the magnetic material. It can also be used as a role.

次に本発明に係る第7の実施例を説明する。定着器の形状、基本構成は、第5の実施例と同等なので省略する。構成のことなる磁場発生手段のみ以下に述べる。磁場発生手段は、実施例と同様に加熱ローラ外周に配置されている。コイルを介して加熱ローラと反対側に磁束を制御する複数の磁性材が配置されている。複数の磁性材は、コイルに対して一定の距離を維持するため耐熱樹脂製のケースに収納されている。上述したコイルと磁性材の断面図を図17に示す。第7の実施例では、定着装置に送られてくる用紙サイズによって、磁性材100と励磁コイル11の距離を可変できる機構としている。本実施例は、一例としてA4縦サイズ、A4横サイズの紙が挿入された場合で磁性材100と励磁コイル11の位置を可変させている。構成としては、磁性材100を支持するケースが3つに分割されている。中央部にあるケース102aがA4縦サイズの大きさとほぼ一致している。両側にA4横サイズに対応したケース102b、102cに収納された磁性材100が配置されている。両側のケース102a、102bには、ケース自体を上下方向に移動させる機構103(位置調整部材)が設けてある。軸104の回転に合わせてスライド部分105が上下する機構である。軸104の回転は両側のケースで連結されており、図示しない駆動源によって駆動される。このため同時に上下に移動し、コイル101と磁性材100の位置関係が可変出来る。   Next, a seventh embodiment according to the present invention will be described. Since the shape and basic configuration of the fixing device are the same as those of the fifth embodiment, the description thereof is omitted. Only the magnetic field generating means having a different structure will be described below. The magnetic field generating means is arranged on the outer periphery of the heating roller as in the embodiment. A plurality of magnetic materials for controlling the magnetic flux are disposed on the opposite side of the heating roller via the coil. The plurality of magnetic materials are housed in a heat-resistant resin case in order to maintain a certain distance from the coil. A cross-sectional view of the coil and magnetic material described above is shown in FIG. In the seventh embodiment, the distance between the magnetic material 100 and the exciting coil 11 can be varied according to the paper size sent to the fixing device. In this embodiment, as an example, the positions of the magnetic material 100 and the excitation coil 11 are varied when A4 vertical size paper and A4 horizontal size paper are inserted. As a configuration, the case supporting the magnetic material 100 is divided into three. The case 102a in the center portion substantially matches the size of the A4 vertical size. The magnetic material 100 accommodated in cases 102b and 102c corresponding to A4 horizontal size is arranged on both sides. The cases 102a and 102b on both sides are provided with a mechanism 103 (position adjustment member) for moving the case itself in the vertical direction. This is a mechanism in which the slide portion 105 moves up and down in accordance with the rotation of the shaft 104. The rotation of the shaft 104 is connected by cases on both sides and is driven by a drive source (not shown). For this reason, it moves up and down simultaneously, and the positional relationship between the coil 101 and the magnetic material 100 can be varied.

A4横サイズが通紙されている場合には、ローラから奪われる熱量はローラ長手方向で差がないので、ローラ長手方向の温度分布は生じにくい。この場合は、ケースを3つとも同じ位置に保つことでローラの温度分布を維持できる。一方、A4縦サイズの用紙が連続通紙されるとA4縦サイズの領域のローラ部分の熱の消費量が端部に比べて大きいので、中央部の温度を一定に制御しようとするとローラ端部の温度が上昇してしまう。これにより、ローラ端部を支持するブッシュ等がローラの温度上昇によって破損、劣化ししまう。また、ローラに温度ムラが出来て定着性能を維持できなくなってしまう。   When the A4 landscape size is passed, there is no difference in the amount of heat taken from the roller in the longitudinal direction of the roller, so that the temperature distribution in the longitudinal direction of the roller is unlikely to occur. In this case, the temperature distribution of the rollers can be maintained by keeping all three cases at the same position. On the other hand, when A4 vertical size paper is continuously passed, the heat consumption of the roller portion in the A4 vertical size area is larger than that at the end portion. The temperature will rise. As a result, the bush or the like that supports the roller end is damaged or deteriorated due to the temperature rise of the roller. In addition, temperature unevenness occurs on the roller, and fixing performance cannot be maintained.

そこで本実施例のように磁性材位置を可変する移動機構を付けることにより、A4縦サイズが連続通紙されて、ローラ端部の温度上昇が発生し始めた場合、ケース102b、102cをコイルから離れる方向に移動させる(上側に移動する。図18)。ケース102b、102cの磁性材100がコイル11から離れることによって、その部分のローラへ到達する磁束が弱まるので、ローラ端部で発生する渦電流が減り、端部の温度上昇を抑えることができる。このように磁性材とコイルの位置を可変できるようにすることで、通紙サイズの違いによるローラ長手方向の温度ムラの発生を防ぎ、良好な定着性能を得ることができた。本実施例では、A4たて、よこのサイズで可変したが、ハガキサイズなどに対応して可変することができることは言うまでもない。   Therefore, by attaching a moving mechanism for changing the magnetic material position as in this embodiment, when the A4 vertical size is continuously passed and the temperature rise at the end of the roller begins to occur, the cases 102b and 102c are removed from the coil. Move away (moves upward, FIG. 18). When the magnetic material 100 of the cases 102b and 102c is separated from the coil 11, the magnetic flux reaching the roller in that portion is weakened, so that eddy currents generated at the roller ends are reduced, and the temperature rise at the ends can be suppressed. By making the positions of the magnetic material and the coil variable in this way, it is possible to prevent the occurrence of temperature unevenness in the longitudinal direction of the roller due to the difference in the sheet passing size, and to obtain good fixing performance. In the present embodiment, the A4 size is changed by the size of the side, but it goes without saying that it can be changed according to the postcard size and the like.

本発明に係る定着装置の断面図。1 is a cross-sectional view of a fixing device according to the present invention. 加熱ローラと磁場発生装置の位置関係を示した斜視図。The perspective view which showed the positional relationship of a heating roller and a magnetic field generator. 磁場遮蔽部材を用いない場合の磁場解析結果を示した図。The figure which showed the magnetic field analysis result when not using a magnetic field shielding member. 磁場遮蔽部材を用いた場合の磁場解析結果を示した図。The figure which showed the magnetic field analysis result at the time of using a magnetic field shielding member. 本発明の第2の実施例における加熱ローラと磁場発生装置の位置関係を示した斜視図。The perspective view which showed the positional relationship of the heating roller and magnetic field generator in 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例における励磁コイルと磁場遮蔽材との位置関係を示した図。The figure which showed the positional relationship of the exciting coil and magnetic field shielding material in the 3rd Example of this invention. 磁場遮蔽材の分割方法を示した図。The figure which showed the division | segmentation method of a magnetic field shielding material. 本発明の第4の実施例における加熱ローラと磁場遮蔽材との位置関係を示した図。The figure which showed the positional relationship of the heating roller and magnetic field shielding material in the 4th Example of this invention. 本発明の第5の実施例に係る定着装置の断面図。Sectional drawing of the fixing apparatus which concerns on the 5th Example of this invention. コア材を用いた場合の第5の実施例に係る定着装置の断面図。Sectional drawing of the fixing device which concerns on the 5th Example at the time of using a core material. 第5の実施例に係る磁性材の配置例を示した図。The figure which showed the example of arrangement | positioning of the magnetic material which concerns on a 5th Example. 第5の実施例に係る磁性材の配置例を示した図。The figure which showed the example of arrangement | positioning of the magnetic material which concerns on a 5th Example. 磁性材のケース指示方法を示した図。The figure which showed the case instruction | indication method of the magnetic material. 磁性材のケース指示方法を示した図。The figure which showed the case instruction | indication method of the magnetic material. 本発明の第6の実施例に係る定着装置の磁性材の配置例を示した図。The figure which showed the example of arrangement | positioning of the magnetic material of the fixing device which concerns on the 6th Example of this invention. 放熱板を取り付けた例を示した図。The figure which showed the example which attached the heat sink. 本発明の第7の実施例に係る定着装置の移動機構を示した断面図。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a moving mechanism of a fixing device according to a seventh embodiment of the present invention. 磁性材の移動例を示した図。The figure which showed the example of a movement of a magnetic material.

符号の説明Explanation of symbols

1 定着装置
2 加熱ローラ
3 加圧ローラ
5 剥離爪
6 クリーニング部材
8 離型剤塗布装置
9 サーミスタ
10 誘導加熱装置
11 励磁コイル
13 サーモスタット
16 磁場遮蔽材
20 コイル
21 平板
22 磁束
32 磁場遮蔽材
42 磁場遮蔽材片
43 分割片
52 磁場遮蔽部材要素
60 誘導加熱装置
63 コア材
72 磁性材
80 磁性材
86 ケース
88 スペーサ
97 放熱部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixing device 2 Heating roller 3 Pressure roller 5 Peeling claw 6 Cleaning member 8 Release agent application device 9 Thermistor 10 Induction heating device 11 Excitation coil 13 Thermostat 16 Magnetic shielding material 20 Coil 21 Flat plate 22 Magnetic flux 32 Magnetic shielding material 42 Magnetic shielding Material piece 43 Division piece 52 Magnetic shielding member element 60 Induction heating device 63 Core material 72 Magnetic material 80 Magnetic material 86 Case 88 Spacer 97 Heat dissipation member

Claims (4)

回転するとともに用紙に形成された像を加熱して定着させる発熱部材と、
導電性線材によりコイル状に形成され、発生する磁場を前記発熱部材の外表面側からこの発熱部材に作用させて渦電流を発生させることにより、この発熱部材を発熱させる磁場発生部材と、
前記磁場発生部材を介して前記発熱部材と反対側、且つ、この発熱部材の回転軸方向中央部と対応する位置に固定配置される第1の磁性部材と、
前記磁場発生部材を介して前記発熱部材と反対側、且つ、この発熱部材の回転軸方向端部と対応する位置に設けられる第2の磁性部材と、
第2の磁性部材が設けられ、この第2の磁性部材を移動させて前記磁場発生部材との間の距離を変更する位置調整部材と、
を備える定着装置。
A heating member that rotates and heats and fixes the image formed on the paper;
A magnetic field generating member that is formed in a coil shape by a conductive wire and generates an eddy current by causing the generated magnetic field to act on the heat generating member from the outer surface side of the heat generating member,
A first magnetic member fixedly disposed at a position opposite to the heat generating member via the magnetic field generating member and at a position corresponding to the central portion in the rotation axis direction of the heat generating member;
A second magnetic member provided on the opposite side of the heat generating member via the magnetic field generating member and at a position corresponding to the rotation axis direction end of the heat generating member;
A second magnetic member, and a position adjusting member that moves the second magnetic member to change a distance from the magnetic field generating member;
A fixing device.
前記第2の磁性部材が配置される前記発熱部材の回転軸方向端部の温度を検知する温度検知部材と、
前記位置調整部材の移動を制御する制御部を備え、
前記制御部は、用紙が連続通紙され、前記発熱部材の回転軸方向端部の温度が上昇したと前記温度検知部材が検知した場合、前記位置調整部材を制御して、前記第2の磁性部材を前記磁場発生部材から遠ざけることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。
A temperature detection member that detects the temperature of the end portion in the rotation axis direction of the heat generating member on which the second magnetic member is disposed;
A control unit for controlling the movement of the position adjustment member;
The control unit controls the position adjusting member to detect the second magnetic property when the temperature detecting member detects that the temperature of the end portion in the rotation axis direction of the heat generating member has increased as the sheet is continuously passed. The fixing device according to claim 1, wherein the member is moved away from the magnetic field generating member.
前記第1および第2の磁性部材は、前記磁場発生部材に沿って、互いに隙間を有して配列される複数の磁性部材であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The fixing device according to claim 1, wherein the first and second magnetic members are a plurality of magnetic members arranged along the magnetic field generating member with a gap therebetween. 前記第1および第2の磁性部材は、前記磁場発生部材に沿って、互いに隙間を有して配列されるとともに、この磁場発生部材からの磁場を遮蔽する複数の磁性部材であることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。   The first and second magnetic members are a plurality of magnetic members that are arranged with a gap between each other along the magnetic field generating member and shield the magnetic field from the magnetic field generating member. The fixing device according to claim 1.
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