(57)【要約】【課題】  加熱コイルを軸方向に分けて設けた構造の誘導加熱を用いた加熱装置において、軸方向に均一に加熱可能な定着装置の誘導加熱装置を提供すること。【解決手段】  トナー画像を加熱する加熱回転体と、この加熱回転体を誘導加熱により加熱するために前記加熱回転体の回転軸方向に配設される複数の誘導コイルと、これら複数の誘導コイルに対応して前記加熱回転体の表面温度を検知する複数の温度センサと、これらの複数の温度センサにより検知された温度に応じて対応する前記誘導コイルを駆動する加熱駆動手段とを備え、前記複数の誘導コイルの隣接する誘導コイルは、その端部で前記加熱回転体の回転方向に対して互いに重なるように設けられて成る。【選択図】図１
2006091116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー画像を加熱する加熱回転体と、
この加熱回転体を誘導加熱により加熱するために前記加熱回転体の回転軸方向に配設される複数の誘導コイルと、
これら複数の誘導コイルに対応して前記加熱回転体の表面温度を検知する複数の温度センサと、
これらの複数の温度センサにより検知された温度に応じて対応する前記誘導コイルを駆動する加熱駆動手段とを備え、
前記複数の誘導コイルの隣接する誘導コイルは、その端部で前記加熱回転体の回転方向に対して互いに重なるように設けられて成ることを特徴とする定着装置の誘導加熱装置。
【請求項２】
前記複数の隣接する誘導コイルの端部は、それらの隣接する誘導コイルの重ねられる部分において外周方向の合計の幅が各誘導コイルの幅とほぼ同じになるよう設けられて成ることを特徴とする請求項１記載の定着装置の誘導加熱装置。
【請求項３】
トナー画像を加熱する加熱回転体と、
この加熱回転体を誘導加熱により加熱するために前記加熱回転体の内部で回転軸方向に配設される複数の誘導コイルと、
これら複数の誘導コイルの隣接する誘導コイルの端部の部分に設置されたコアと、
前記複数の誘導コイルに対応して前記加熱回転体の表面温度を検知する複数の温度センサと、
これらの複数の温度センサにより検知された温度に応じて対応する前記誘導コイルを駆動する加熱駆動手段とを備えて成ることを特徴とする定着装置の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真複写装置などでトナー画像を記録媒体に定着させる定着装置に係り、特に誘導加熱によってトナーなどを加熱する誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナー画像を熱定着するために加熱が必要であり、そのために誘導加熱によって軸方向に均一に加熱する加熱ローラが用いられる。この加熱ローラは、複写範囲に応じて加熱範囲を変えるなどのために、中央に設けられた加熱コイルのほかその両側に別の加熱コイルを用いる構造がよく用いられる（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、このような構造の加熱ローラを用いる場合、その加熱コイルの隣接部位の温度が他の部位より低くなり、軸方向に均一に熱を加えることが困難になる問題があった。特に、加熱ローラでなくベルトを用いて定着を行う加熱装置ではこの温度ムラの問題は顕著となる。
【特許文献１】特開２００４−６３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような構造の従来の加熱装置では均一に加熱することが困難であるという問題点があり、本発明はこのような従来の加熱装置の問題点にかんがみてなされたもので、加熱コイルを軸方向に分けて設けた構造の誘導加熱を用いた加熱装置において、軸方向に均一に加熱可能な定着装置の誘導加熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１によれば、トナー画像を加熱する加熱回転体と、この加熱回転体を誘導加熱により加熱するために前記加熱回転体の回転軸方向に配設される複数の誘導コイルと、これら複数の誘導コイルに対応して前記加熱回転体の表面温度を検知する複数の温度センサと、これらの複数の温度センサにより検知された温度に応じて対応する前記誘導コイルを駆動する加熱駆動手段とを備え、前記複数の誘導コイルの隣接する誘導コイルは、その端部で前記加熱回転体の回転方向に対して互いに重なるように設けられて成ることを特徴とする定着装置の誘導加熱装置を提供する。
【０００６】
本発明の請求項２によれば、請求項１記載の定着装置の誘導加熱装置において、前記複数の隣接する誘導コイルの端部は、それらの隣接する誘導コイルの重ねられる部分において外周方向の合計の幅が各誘導コイルの幅とほぼ同じになるよう設けられて成ることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３によれば、トナー画像を加熱する加熱回転体と、この加熱回転体を誘導加熱により加熱するために前記加熱回転体の内部で回転軸方向に配設される複数の誘導コイルと、これら複数の誘導コイルの隣接する誘導コイルの端部の部分に設置されたコアと、前記複数の誘導コイルに対応して前記加熱回転体の表面温度を検知する複数の温度センサと、これらの複数の温度センサにより検知された温度に応じて対応する前記誘導コイルを駆動する加熱駆動手段とを備えて成ることを特徴とする定着装置の誘導加熱装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加熱コイルを軸方向に分けて設けた構造の誘導加熱を用いた加熱装置において、軸方向に均一に加熱することが可能な定着装置の誘導加熱装置を提供することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１（ａ）（ｂ）に、本発明一実施形態の加熱装置の、構造例の正面図と側断面図を示す。誘導加熱装置１０は、図示しない回転駆動機構により回転される円筒状の加熱ローラ１１と、この加熱ローラ１１の外周面上で、接触することなく近接して設けられた誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃとから成る。
【００１０】
誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃは各々、渦状に捲回されており、これらのコイルは加熱ローラの外周面で軸方向に一線状になっておらず、図１（ａ）に示すように誘導コイル１２ｂの各端部が誘導コイル１２ａ及び誘導コイル１２ｃと一部分が重複するように設けられ、したがって上記誘導コイルの加熱領域１３ａ，１３ｂ，１３ｃが一部、オーバーラップ（重複）することになる。
【００１１】
そして、これらの誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃに、図２により後述する電流を流すことによって、図示しない回転駆動機構により加熱ローラ１１が矢印１４方向（回転方向）に回転し外周面から加熱され、例えば位置１５においてトナー画像を溶かして記録媒体に固着させる（図示せず）。また、加熱ローラ１０の外周に設けられた誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ各々に対応してその部分の温度を検知する温度センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設けられている。
【００１２】
上記誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃに電流を流す加熱駆動回路の構成例を図２に示す。この加熱駆動回路は、低周波交流電源ＡＳに接続される高周波電源ＨＦＳと、この高周波電源ＨＦＳの出力周波数を変化させる外部信号源ＯＳＳと、高周波電源ＨＦＳの出力高周波を、給電線ＦＣ０，ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＣ３を介して選択的に誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃに供給する誘導コイル選択部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３とから成る。
【００１３】
４つの給電線ＦＣ０，ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＣ３のうち、給電線ＦＣ０は３つの誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃのそれぞれに共通接続され、かつ誘導コイル選択部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を経由して高周波電源ＨＦＳの出力端の安定電位側に接続されている。
【００１４】
給電線ＦＣ１は誘導コイル１２ｂの他端に接続され、同様に、給電線ＦＣ２は誘導コイル１２ａの他端に、また給電線ＦＣ３は誘導コイル１２ｃの他端にそれぞれ接続されている。
【００１５】
誘導コイル選択部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３は帯域通過型のフィルタから成り、その通過帯域が互いに相違する。例えば、誘導コイル選択部Ｆ１の通過帯域が１ＭＨｚ、誘導コイル選択部Ｆ２の通過帯域が２ＭＨｚ、誘導コイル選択部Ｆ３の通過帯域が３ＭＨｚに設定される。
【００１６】
そして、誘導コイル選択部Ｆ１は、高周波電源ＨＦＳと誘導コイル１２ｂとの間に直列に介在し、同様に、誘導コイル選択部Ｆ２は、高周波電源ＨＦＳと誘導コイル１２ａとの間に、また誘導コイル選択部Ｆ３は、高周波電源ＨＦＳと誘導コイル１２ｃとの間に直列に介在する。加熱ローラ１０各部の温度は温度センサ１８ａ，１８ｂ，１８ｃにより検知され、記録媒体が接触すると温度が低くなるので、それを検知して温度を上げるように各誘導コイルが駆動される。
【００１７】
高周波電源ＨＦＳの高周波出力電圧が誘導コイル選択部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を経由して静止状態の誘導コイル１２ｂ，１２ａ，１２ｃに選択的に印加される。即ち、外部信号源ＯＳＳを操作して高周波電源ＨＦＳの高周波出力の周波数を、例えば１０ＭＨｚの周波数で交互に１ＭＨｚ及び２ＭＨｚにサイクリックに切り換えると誘導コイル選択部Ｆ１は１ＭＨｚを通過させる。したがって、高周波電源ＨＦＳが１ＭＨｚを出力しているときには誘導コイル１２ａが時分割的に付勢され、対応する加熱領域１３ａが加熱される。
【００１８】
また、高周波電源ＨＦＳが２ＭＨｚを出力しているときには、誘導コイル１２ｂとこれに対向する加熱ローラの加熱領域１３ｂが加熱される。したがって、加熱領域１３ａと加熱領域１３ｂが加熱されるので、これらの端部においても温度が下がることなく１３ａ，１３ｂが均一に加熱されることになる。
【００１９】
これに対して、外部信号源ＯＳＳを操作して高周波電源ＨＦＳの高周波出力の周波数を例えば１０ＭＨｚの低周波で交互に１ＭＨｚ、２ＭＨｚ及び３ＭＨｚにサイクリックに切り換えると、誘導コイル選択部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３がそれぞれ通過周波数の高周波電力を通過させるので、誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃが交互に時分割的に付勢される。
【００２０】
上述のように、誘導コイル１２ａと誘導コイル１２ｂによる加熱領域１３ａ，１３ｂ、誘導コイル１２ｂと誘導コイル１２ｃによる加熱領域１３ｂ，１３ｃは一部オーバーラップしているので、その結果、これら誘導コイルの端部においても温度が下がることなく、均一に加熱されることになる。
【００２１】
なお、外部信号源ＯＳＳを操作して、高周波電源ＨＦＳの高周波出力の周波数を例えば、２Ｍｈｚに切り換えると、誘導コイル選択部Ｆ２のみが高周波電力を通過させ、誘導コイル１２ｂのみが付勢される。したがってこの場合には、誘導コイル１２ｂに対応する加熱領域１３ｂのみが加熱されることになる。これらの加熱領域の選択は温度センサ２１ａ，２１ｂ，２１ｃにより検知された温度によりなされることになる。
【００２２】
このように、本発明のこの実施形態によれば、誘導コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃの互いの端部が一部、重複するように設けられているので、端部における温度の低下は生ぜず、定着範囲に対応する加熱範囲に応じてその範囲で均一に加熱されることになる。
【００２３】
図３に、本発明の他の実施形態の誘導加熱装置の構造を示す。すなわち、この場合には誘導コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃの互いに重複部分におけるコイルの形状を、なだらかに変形したものである。図３における番号３０〜３３ａ，３３ｂ，３３ｃは図１における番号１０〜１３ａ，１３ｂ，１３ｃに対応する。加熱ローラ３０の外周に設けられた誘導コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃ各々に対応してその部分の温度を検知する温度センサ３８ａ，３８ｂ，３８ｃが設けられている。
【００２４】
誘導コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃをこのような形状にする場合、加熱ローラの回転方向における誘導加熱時間に対応する距離３６ａｂ，３６ｂｃが、誘導コイル３２ａ，３２ｂ，３２ｃの誘導加熱時間に対応する距離３６ａ，３６ｂ，３６ｃとほぼ等しくすることができるので、図１に示した構造の場合よりも誘導コイルの重複の程度を比較的緩やかにすることができる利点がある。
【００２５】
なお、上記実施形態では、誘導コイルが加熱ローラの外周に設けられている場合について説明したが、加熱ローラの内部に誘導コイルが設けられる場合にも同様に適用することができる。図３に示す構造の加熱装置の場合にも図２に示したような温度センサが各加熱領域に対応して設けられている。
【００２６】
本発明の更に他の実施形態について、次に説明する。図４はこの実施形態おける加熱装置の構造を示す正面図である。同図において、この加熱装置４０は、回転駆動される円筒状の加熱ローラ４１と、この加熱ローラ４１内に配設された誘導コイル４２ａ，４２ｂ，４２ｃと、誘導コイル４２ａと誘導コイル４２ｂの間及び誘導コイル４２ｂと誘導コイル４２ｃとの間に設けられたコア４３ａ，４３ｂとから成る。加熱ローラ４０の内部に設けられた誘導コイル４２ａ，４２ｂ，４２ｃ各々に対応してその部分の温度を検知する温度センサ４８ａ，４８ｂ，４８ｃが設けられている。
【００２７】
誘導コイル４２ａ，４２ｂ，４２ｃの駆動は図２に示した回路により上述の場合と同様に行うことが可能である。即ち、必要に応じて、誘導コイル４２ａ，４２ｂ，４２ｃを個別に駆動することも、誘導コイル４２ａ，４２ｂを同時に、あるいは誘導コイル４２ａ，４２ｂ，４２ｃを同時に駆動することも可能である。
【００２８】
この実施形態においては、誘導コイル４２ａと誘導コイル４２ｂの間、及び誘導コイル４２ｂと誘導コイル４２ｃの間にコア４３ａ，４３ｂが各々設けられているので、この部分において誘導磁束を密にすることができ、したがって加熱ローラのこれに対応する部分を誘導加熱によって周囲よりも少し高くすることができ、誘導コイルの端部における温度低下を押さえて結果的に、加熱ローラを軸方向に均一にすることが可能となる。
【００２９】
なお、本発明の実施形態の図２に示す駆動回路は、高周波電源を用いるものであるが、本発明は低周波で誘導加熱装置を駆動制御することも可能である。この種の回路例を図５に示す。この駆動回路は、図示しないセンサに接続された領域選択部５１と、この領域選択部５１に接続された電源５２ａと電源５２ｂと、これらの電源に接続された誘導コイル５３ａ，５３ｂと、これらの誘導コイルにより渦電流を生ぜしめ、トナー画像を加熱する誘導加熱装置５４とから成る。センサによって温度低下を検知し、領域選択部５１は、電源５２ａ，５２ｂを選択的に駆動することにより加熱範囲を制御する。この実施形態によれば、高周波の電源が不要となる利点がある。
【００３０】
ところで、上記実施形態の説明では、回転する加熱ローラを誘導コイルにより加熱する例について説明したが、回転し加熱するものは、ベルトのようなものであってもよく、本発明では、一般的に加熱回転体という。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明一実施形態における定着装置の加熱装置の構造例を示す図。
【図２】上記本発明一実施形態の加熱装置の駆動回路例を示す図。
【図３】本発明の他の実施形態の加熱装置の構造例を示す図。
【図４】本発明の更に他の実施形態の加熱装置の構造例を示す図。
【図５】本発明に用いる加熱装置の他の駆動回路例を示す図。
【符号の説明】
【００３２】
１０，３０，４０，５４・・・誘導加熱装置、
１１，３１，４１・・・加熱ローラ、
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，５３ａ，５３ｂ・・・誘導コイル、
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，４８ａ，４８ｂ，４８ｃ・・・温度センサ、
５１・・・領域選択部、
５２ａ，５２ｂ・・・電源、
ＡＳ・・・低周波交流電源、
ＨＦＳ・・・高周波電源、
ＯＳＳ・・・外部信号源、
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３・・・誘導コイル選択部、
ＦＣ０，ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＣ３・・・給電線。
【図１】
2006091116.tif 000003
【図２】
2006091116.tif 000004
【図３】
2006091116.tif 000005
【図４】
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【図５】
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