(57)【要約】【課題】  誘導加熱コイル端部あるいは隣接する誘導加熱コイルの継ぎ目部分での被加熱部材の温度低下を防止して、被加熱部材の温度の均一化を図り、良好な定着性能を得る。【解決手段】  誘導加熱コイル２７端部の、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向のリッツ線６０ｂをほぼ矩形の断面形状に圧縮する。これにより、複数に分割された誘導加熱コイル２７の端部コイル部分６８の第２のコイル幅γを、有効コイル部分６６、６７の第１のコイル幅βの１／２以下として、誘導加熱コイル２７の継ぎ目部分θ１、θ２、或いは両端η１、η２の幅を縮小する。【選択図】図９
2008258163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属導電層を有するエンドレスの被加熱部材と、
前記被加熱部材の外周に配置され、導線を複数回巻回して中心部に窓部を有するように形成され、前記金属導電層に誘導電流を発生させる誘導加熱コイルとを有する誘導加熱装置において、
前記誘導加熱コイルの、前記被加熱部材の回転方向でかつコイル内周部とコイル外周部間の距離である第１のコイル幅と、前記被加熱部材の回転軸方向でかつ前記コイル内周部と前記コイル外周部間の距離である第２のコイル幅が異なることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項２】
金属導電層を有するエンドレスの被加熱部材と、
前記被加熱部材の外周に配置され、導線を複数回巻回して中心部に窓部を有するように形成され、前記金属導電層に誘導電流を発生させる誘導加熱コイルとを有する誘導加熱装置において、
前記誘導加熱コイルの、前記被加熱部材の回転方向でかつコイル内周部とコイル外周部間の距離である第１のコイル幅と、前記被加熱部材の回転軸方向でかつ前記コイル内周部と前記コイル外周部間の距離である第２のコイル幅が異なり、且つ、前記被加熱部材の回転方向にて前記導線は、前記被加熱部材の表面から離間する方向に積層されることを特徴とする誘導加熱装置。
【請求項３】
金属導電層を有するエンドレスの被加熱部材と、
前記被加熱部材の外周に配置され、導線を複数回巻回して中心部に窓部を有するように形成され、前記金属導電層に誘導電流を発生させる誘導加熱コイルと、
前記被加熱部材に圧接し、前記被加熱部材と共に被定着媒体を所定方向に挟持搬送する加圧部材とを有する誘導加熱定着装置において、
前記誘導加熱コイルの、前記被加熱部材の回転方向でかつコイル内周部とコイル外周部間の距離である第１のコイル幅と、前記被加熱部材の回転軸方向でかつ前記コイル内周部と前記コイル外周部間の距離である第２のコイル幅が異なることを特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項４】
金属導電層を有するエンドレスの被加熱部材と、
前記被加熱部材の外周に配置され、導線を複数回巻回して中心部に窓部を有するように形成され、前記金属導電層に誘導電流を発生させる誘導加熱コイルと、
前記被加熱部材に圧接し、前記被加熱部材と共に被定着媒体を所定方向に挟持搬送する加圧部材とを有する誘導加熱定着装置において、
前記誘導加熱コイルの、前記被加熱部材の回転方向でかつコイル内周部とコイル外周部間の距離である第１のコイル幅と、前記被加熱部材の回転軸方向でかつ前記コイル内周部と前記コイル外周部間の距離である第２のコイル幅が異なり、且つ、前記被加熱部材の回転方向にて前記導線は、前記被加熱部材の表面から離間する方向に積層されることを特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項５】
前記（第１のコイル幅）＞（第２のコイル幅）であることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の誘導加熱装置。
【請求項６】
前記誘導加熱コイルの、前記被加熱部材の回転軸方向における前記導線の圧縮率と、前記被加熱部材の回転方向における前記導線の圧縮率が異なることを特徴とする請求項１、請求項２及び請求項５のいずれかに記載の誘導加熱装置。
【請求項７】
前記被加熱部材の表面から離間する方向に積層される前記導線は、前記被加熱部材の表面に対して垂直方向に積層されることを特徴とする請求項２記載の誘導加熱装置。
【請求項８】
前記誘導加熱コイルは、前記被加熱部材の回転軸方向に、複数個配置され、前記複数個の誘導加熱コイルが隣接対向する部分の、前記誘導加熱コイルの形状が夫々異なることを特徴とする請求項２又は請求項７記載の誘導加熱装置。
【請求項９】
前記（第１のコイル幅）＞（第２のコイル幅）であることを特徴とする、請求項３又は請求項４記載の誘導加熱定着装置。
【請求項１０】
前記誘導加熱コイルの、前記被加熱部材の回転軸方向における前記導線の圧縮率と、前記被加熱部材の回転方向における前記導線の圧縮率が異なることを特徴とする請求項３、請求項４及び請求項９のいずれかに記載の誘導加熱定着装置。
【請求項１１】
前記被加熱部材表面から離間する方向に積層される前記導線は、前記被加熱部材表面に対して垂直方向に積層されることを特徴とする請求項４記載の誘導加熱定着装置。
【請求項１２】
前記誘導加熱コイルは、前記被加熱部材の回転軸方向に、複数個配置され、前記複数個の誘導加熱コイルが隣接対向する部分の、前記誘導加熱コイルの形状が夫々異なることを特徴とする請求項４又は請求項１１記載の誘導加熱定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に搭載されて、誘導加熱により加熱される被加熱部材を用いて、トナー像を用紙に定着する、誘導加熱装置および誘導加熱定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される誘導加熱方式の定着装置がある。このような誘導加熱方式の定着装置において、ヒートローラの長手方向の温度分布を均一化するために、誘導加熱コイルを複数に分割する装置がある。
【０００３】
しかしながら図２２に示す従来の誘導加熱コイル１０２、１０３、１０４のように、導線を単純形状にて複数周回した場合、誘導加熱コイル１０２、１０３、１０４は、全周にわたり、ほぼ同じコイル幅となる。このため、誘導加熱コイル１０３、１０４は、端部、或は継ぎ目部分で、磁界の低下を生じる幅が広くなってしまう。この結果図２３に示すように、誘導加熱コイル１０３、１０４の端部１０３ａ、１０４ａ、及び継ぎ目部分α１、α２に対応するヒートローラ１０６の表面温度が低下され、ヒートローラ１０６に、表面温度ムラを生じる恐れがある。そこで、ヒートローラの長手方向端部で誘導コイルを垂直方向に積層して、ヒートローラの長手方向端部を効率的に加熱する誘導加熱装置もある（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】日本特許特開２００２−４３０４９号公報(（００４１）カラム、図２（ｂ）)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１のように、ヒートローラの長手方向端部で誘導加熱コイルを垂直方向に積層した場合、複数に分割される誘導加熱コイルでは、隣接される継ぎ目部分にて、誘導加熱コイル間に相互誘導電流を生じてしまう。隣接する誘導加熱コイル間の相互誘導電流は、誘導加熱コイルの対向面積が大きくなると大きくなる。この相互誘導電流は、ヒートローラを加熱する方向の磁束では無く、無効電流となり、ヒートローラの加熱効率を低下する恐れを生じていた。
【０００５】
特に、高速化を図るためには、より薄くて熱容量の小さい金属導電層を、ヒートローラの表面近くに設けて、外部の誘導加熱コイルにより金属導電層を加熱している。このような装置にあっては、誘導加熱コイルの継ぎ目部分に生じる相互誘導電流が、ヒートローラの温度ムラに著しい影響を及ぼし、定着不良を生じる恐れを生じていた。
【０００６】
そこで本発明は上記課題を解決するものであり、誘導加熱コイルを用いる被加熱部材において、誘導加熱コイル端部生じる温度低下、あるいは、誘導加熱コイルを複数に分割した場合に、継ぎ目部分に生じる温度低下を防止して被加熱部材の温度の均一化を図り、ひいては良好な定着性を得る事が出来る誘導加熱装置及び誘導加熱定着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】
【０００７】
本発明は上記課題を解決するための手段として、金属導電層を有するエンドレスの被加熱部材と、前記被加熱部材の外周に配置され、導線を複数回巻回して中心部に窓部を有するように形成され、前記金属導電層に誘導電流を発生させる誘導加熱コイルとを有する誘導加熱装置において、前記誘導加熱コイルの、前記被加熱部材の回転方向でかつコイル内周部とコイル外周部間の距離である第１のコイル幅と、前記被加熱部材の回転軸方向でかつ前記コイル内周部と前記コイル外周部間の距離である第２のコイル幅が異なるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、誘導加熱コイル端部、あるいは継ぎ目部部分における被加熱部材の表面温度の低下を低減して、被加熱部材の表面温度の均一化を得られ、ひいては良好な定着性能を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明は、誘導加熱コイルのコイル幅が、被加熱部材の回転軸と平行方向と、被加熱部材の回転方向とで異なる。
【実施例１】
【００１０】
以下にこの発明の実施例１を図１乃至図１１を参照して詳細に説明する。図１は誘導加熱定着装置である定着装置１１を搭載してなる画像形成装置１を示す概略構成図である。画像形成装置１の上面には自動原稿送り装置４により供給される原稿を読取るスキャナ部６を備える。画像形成装置１は、画像形成ユニット１０に被定着媒体であるシート紙Ｐを供給するカセット機構３を備える。
【００１１】
カセット機構３は第１及び第２の給紙カセット３ａ、３ｂを備える。各給紙カセット３ａ、３ｂから、画像形成ユニット１０に至る搬送路７には、給紙カセット３ａ、３ｂからシート紙を取り出すピックアップローラ７ａ、７ｂ、分離搬送ローラ７ｃ、７ｄ、搬送ローラ７ｅ及びレジストローラ８が設けられる。画像形成ユニット１０の下流には、画像形成ユニット１０にてシート紙Ｐに形成されるトナー像を定着する定着装置１１が設けられる。定着装置１１の下流には、排紙ローラ４０が設けられ、定着後のシート紙Ｐを排紙部１ｂに搬送する排紙搬送路４１が設けられる。
【００１２】
画像形成ユニット１０は、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋを有する。各画像形成ステーション１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、矢印ｑ方向に回転される転写ベルト１０ａに沿って、タンデムに配列される。
【００１３】
イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙは、矢印ｒ方向に回転する像担持体である感光体ドラム１２Ｙの周囲に、プロセス部材である帯電器１３Ｙ、現像装置１４Ｙ、転写ローラ１５Ｙ、クリーナ１６Ｙ、除電器１７Ｙを配置してなっている。またイエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙの上方には、感光体ドラム１２Ｙにレーザビームを照射するレーザ露光装置１９が設けられる。
【００１４】
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙと同様の構成を有している。
【００１５】
画像形成ユニット１０にてプリント操作が開始されると、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙにあっては、感光体ドラム１２Ｙが矢印ｒ方向に回転し、帯電器１３Ｙにより一様に帯電される。次いで感光体ドラム１２Ｙは、レーザ露光装置１９により、スキャナ部６で読取った画像情報に対応する露光々を照射され静電潜像を形成される。この後感光体ドラム１２Ｙは現像装置１４Ｙにてトナー像を形成され、転写ローラ１５Ｙ位置で、転写ベルト１０ａ上を矢印ｑ方向に搬送されるシート紙Ｐにトナー像を転写する。転写終了後、感光体ドラム１２Ｙはクリーナ１６Ｙにより残留トナーをクリーニングされ、除電器１７Ｙにより感光体ドラム１２Ｙ表面を除電され、次のプリント可能となる。
【００１６】
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋは、イエロ（Ｙ）の画像形成ステーション１８Ｙと同様に画像形成操作を行い、シート紙Ｐにフルカラートナー像を形成する。この後シート紙Ｐは、誘導加熱定着装置である定着装置１１により加熱加圧定着されプリント画像を完成され排紙部１ｂに排紙される。
【００１７】
次に定着装置１１について述べる。図２は、定着装置１１を示す概略構成図である。定着装置１１は、エンドレスの被加熱部材であるヒートローラ２２と加圧部材であるプレスローラ２３を有する。ヒートローラ２２は、駆動モータ２５により矢印ｓ方向に駆動される。プレスローラ２３は、圧縮バネ２４ａによりヒートローラ２２に加圧接触される。これによりヒートローラ２２とプレスローラ２３との間に一定幅のニップ２６が形成される。プレスローラ２３は、ヒートローラ２２に従動して矢印ｔ方向に回転する。
【００１８】
更に定着装置１１の、ヒートローラ２２の外周には、ギャップを介して、ヒートローラ２２を加熱する誘導加熱コイル２７が対向配置される。更にヒートローラ２２の外周には、定着後のシート紙Ｐの巻きつきを防止する剥離爪３１、ヒートローラ２２の表面温度を検出する第１のサーミスタ３３ａ、第２のサーミスタ３３ｂ、及び、ヒートローラ２２の表面温度の異常を検知して、加熱を遮断するためのサーモスタット３４が設けられる。プレスローラ２３の外周にはクリーニングローラ２４ｂが設けられる。
【００１９】
尚、シート紙Ｐがヒートローラ２２に巻きつく恐れが無い場合は、剥離爪３１を設けなくても良い。又、サーミスタは２つに限定されず、ヒートローラ２２の回転軸π方向である、ヒートローラ２２の長手方向の必要な箇所に、必要数配置可能である。
【００２０】
ヒートローラ２２は、芯金２２ａ周囲に、発泡ゴム(スポンジ）２２ｂ、ニッケル（Ｎｉ）等からなる金属導電層２２ｃ、ソリッドゴム層２２ｄ及び、離型層２２ｅを形成されてなっている。例えば、芯金２２ａは直径約３０ｍｍ、発泡ゴム(スポンジ）２２ｂの厚さは５ｍｍ、金属導電層２２ｃの厚さは４０μｍ、ソリッドゴム層２２ｄの厚さは２００μｍ及び、離型層２２ｅの厚さは３０μｍに構成される。金属導電層２２ｃは、ニッケルに限らず、ステンレス、アルミニウム、あるいはステンレスとアルミニウムの複合材等であっても良い。
【００２１】
プレスローラ２３は、芯金２３ａの周囲にシリコンゴム或いはフッ素ゴム等のゴム層２３ｂを有しその上に離型層２３ｃを被覆してなっている。ヒートローラ２２及びプレスローラ２３は、いずれも例えば直径４０ｍｍに形成されている。シート紙Ｐは、このようなヒートローラ２２及びプレスローラ２３間のニップ２６を通過することにより、シート紙Ｐ上のトナー像を加熱加圧定着される。
【００２２】
尚プレスローラ２３は、必要に応じて、誘導加熱コイルにより加熱される金属導電層を有し、或いはハロゲンランプヒータを内蔵する等、加熱機構を有していても良い。
【００２３】
次に誘導加熱コイル２７について述べる。図３及び図４に示すように、誘導加熱コイル２７は、センタコイル２７ａ、第１のサイドコイル２７ｂ及び第２のサイドコイル２７ｃの３つに分割して構成される。センタコイル２７ａ、第１のサイドコイル２７ｂ及び第２のサイドコイル２７ｃは、夫々導線を例えば８回巻回してなり、中心に窓部分３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有するように形成された、略長方形状に形成されている。この実施例では、第１のサイドコイル２７ｂ及び第２のサイドコイル２７ｃは直列接続され、同じ制御で駆動される。センタコイル２７ａ、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃは、夫々磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃを使い、ヒートローラ２２に磁束を集中させて磁気特性を向上している。磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃは夫々複数に分割されている。
【００２４】
図５に示すように、磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、断面が両側に傾斜して折り曲げられてなる、ほぼ屋根形状とされる。磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃは、センタコイル２７ａ、第１のサイドコイル２７ｂ及び第２のサイドコイル２７ｃの各窓部分３０ａ、３０ｂ、３０ｃに位置する中央部３６ａ、３６ｂ、３６ｃから、左サイド３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及び右サイド３８ａ、３８ｂ、３８ｃを一定の角度に折り曲げて形成される。この実施例では、磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃの、左サイド３７ａ、３７ｂ、３７ｃ及び右サイド３８ａ、３８ｂ、３８ｃの角度は、ヒートローラ２２の表面形状に沿って、ヒートローラ２２の長手方向の全長に渡り、例えば内角１００°に形成される。
【００２５】
尚、磁性体コアの形状は、限定されず、例えば、図６に示すように、ヒートローラ２２の表面に沿う様に、断面が、ヒートローラ２２の表面と平行な円弧状の磁性体コア１２８であっても良い。更に磁性体コア１２８の両側に磁気遮蔽部１２８ａを凸設すれば、ヒートローラ２２への磁束の集中をより高めることが可能となる。
【００２６】
センタコイル２７ａは、図７に示すように長さ２００ｍｍに形成され、ヒートローラ２２の中央領域を加熱する。第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃは、センタコイル２７ａの両側に配置される。第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃは、直列接続され、同じ制御で駆動される。ヒートローラ２２は、センタコイル２７ａ、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃにより、全長３２０ｍｍを加熱される。センタコイル２７ａと、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃは、交互に切り替えて出力される。但し、センタコイル２７ａと、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃは同時に出力されても良い。
【００２７】
誘導加熱コイル２７は高周波電流を印加することにより磁束を発生する。この磁束により、磁界の変化を妨げるように、ヒートローラ２２に渦電流が発生される。この渦電流と、ヒートローラ２２の抵抗によって金属導電層２２ｃにジュール熱が発生され、ヒートローラ２２は加熱される。尚本実施例では、例えばヒートローラ２２を２回転させる間に、ヒートローラ２２を定着可能温度まで昇温している。第１のサーミスタ３３ａは、センタコイル２７ａにより加熱されるヒートローラ２２の温度を検知する。第２のサーミスタ３３ｂは、第２のサイドコイル２７ｃにより加熱されるヒートローラ２２のサイドの温度を検知する。
【００２８】
誘導加熱コイル２７は、図８に示す制御系１００に駆動され、ヒートローラ２２を加熱する。制御系１００は、センタコイル２７ａと、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃに駆動電流を供給するインバータ回路５０、インバータ回路５０に１００Ｖの直流電源を供給する整流回路５１、画像形成装置１全体を制御するとともに、サーミスタ３３ａ、３３ｂの検出結果に応じてインバータ回路５０を制御するＣＰＵ５２を有する。
【００２９】
ＣＰＵ５２は、メインメモリ５２ａあるいは記憶装置５２ｂ等を有する。ＣＰＵ５２は、サーミスタ３３ａ、３３ｂの検出結果に応じて、センタコイル２７ａ或いは、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃを選択的に切り換えるようインバータ回路５０を駆動する。サーミスタ３３ａ、３３ｂの検出結果に応じて、ＣＰＵ５２からは、センタコイル２７ａ或いは、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃのいずれを駆動するか、全てのコイルをＯＦＦするか、或いはコイルへの出力値を幾つにするか等の命令がインバータ回路５０に出力される。
【００３０】
整流回路５１は、商用交流電源５１ａからの電流を１００Ｖの直流に整流して、インバータ回路５０に供給する。整流回路５１の前段にはトランス５３が配置される。これにより全消費電力が検出可能であり、商用交流電源５１ａから提供される電力を検知して、ＣＰＵ５２にフィードバックしている。
【００３１】
インバータ回路５０は、１つのコイルを１つのスイッチング素子で駆動する準Ｅ級回路を用いている。但しインバータ回路は、２つのスイッチング素子を使い、出力の可変を周波数調整するのではなく、パルス幅（ＰＷＭ）制御で出力調整する、ハーフブリッジタイプの回路を用いた回路仕様であっても良い。
【００３２】
センタコイル２７ａ及び第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃには、それぞれ共振用のコンデンサ５５、５６が並列に接続される。このコンデンサ５５、５６に、それぞれスイッチング素子５７、５８が接続されている。スイッチング素子５７、５８は、高耐圧、大電流で使用可能なＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等が用いられる。
【００３３】
スイッチング素子５７、５８の制御端子には、それぞれ駆動回路６０、６１が接続されている。駆動回路６０、６１は、駆動電圧をスイッチング素子５７、５８の制御端子に印加して、スイッチング素子５７，５８をＯＮさせる。ＣＰＵ５２は、駆動回路６０、６１の駆動電圧印加タイミングを制御する。インバータ回路５０は、ＣＰＵ５２によりスイッチング素子５７、５８のＯＮ時間を制御して、周波数を２０〜５０ｋＨｚの範囲で可変し、センタコイル２７ａ或いは、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃに電流を流す。インバータ回路５０は、駆動周波数を変動することで、センタコイル２７ａ或いは、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃに７００Ｗ〜１５００Ｗまでの電力を供給可能となる。
【００３４】
誘導加熱コイル２７は、導線として、例えば線径０．５ｍｍの銅線を１９本撚り合わせた、直径約２．５〜２．６ｍｍのリッツ線６０を用いる。銅線の絶縁材は、耐熱性のポリアミドイミドを用いる。電線及び絶縁材はこれに限定されず、線径も任意である。このようなリッツ線を用いる場合に、その構造は任意であり、単に複数の銅線を束ねたものであっても良いし、銅線の数や太さも限定されない。誘導加熱コイル２７は、リッツ線６０を磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃに例えば８回巻きつけてなる。
【００３５】
磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃを省略した図９に示すように、リッツ線６０を８回巻きつけてなる誘導加熱コイル２７は、中心部に窓部３０ａ、３０ｂ、３０ｃを有する。又、誘導加熱コイル２７の、リッツ線６０は、ヒートローラ２２の回転軸πと平行方向のリッツ線６０ａと、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向のリッツ線６０ｂとが成す内周角度δがほぼ直角を成す様に、磁性体コア２８ａ、２８ｂ、２８ｃに周回される。これにより誘導加熱コイル２７は、略長方形状となっている。又、ヒートローラ２２の回転軸πと平行方向のリッツ線６０ａと、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向のリッツ線６０ｂは、いずれもほぼ直線状に構成される。
【００３６】
ヒートローラ２２の回転軸πと平行方向のリッツ線６０ａは、直径約２．５〜２．６ｍｍの円形の断面形状を保持する。一方、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向のリッツ線６０ｂは、縦４．３ｍｍ、横１．２ｍｍのほぼ矩形の断面形状に圧縮される。即ち、ヒートローラ２２の回転軸πと平行方向のリッツ線６０ａは圧縮されず(圧縮率１)、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向のリッツ線６０ｂは、横方向において、圧縮率１．２／２．６≒０．４６に圧縮される。
【００３７】
誘導加熱コイル２７において、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向のリッツ線６０ｂの圧縮は、リッツ線６０をプレス成型機に通すことにより、圧縮可能である。或いは、リッツ線６０を周回するたびに、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向のリッツ線６０ｂをプレス成型しても良い。リッツ線６０を８回周回してコイル状に成型後、コイル部分をワニスで固める。但し、リッツ線６０の引き出し部分６０ｃは、ワニス処理しない。これにより引き出し部分６０ｃは柔軟性を保持し、インバータ回路５０との接続配線処理が容易となる。
【００３８】
一般にリッツ線の断面は、通常は円形となっていて、その外径Ｄは、（計算式１）で算出される。
【００３９】
（計算式１）：  外径Ｄ＝１．１５５×ｄ×√Ｎｍｍ
（但し、ｄは、リッツ線を構成する銅線等の素線の外径（ｍｍ）である。Ｎは、素線の本数（本）である。）
上記（計算式１）から、この実施形態のリッツ線６０の外径Ｄ≒２．５１７となる。
【００４０】
このようなリッツ線６０からなる誘導加熱コイル２７の、ヒートローラ２２の回転軸πと平行方向の有効コイル部分６６、６７の第１のコイル幅β、即ち、誘導加熱コイル２７の、ヒートローラ２２の回転軸π方向で、かつ誘導加熱コイル２７の、コイル内周部とコイル外周部間の距離は、最大で２．６×８＝２０．８ｍｍとなる。これに対して、ヒートローラ２２の回転方向と平行方向の端部コイル部分６８の第２のコイル幅γ、即ち、誘導加熱コイル２７の、ヒートローラ２２の回転方向で、かつ誘導加熱コイル２７の、コイル内周部とコイル外周部間の距離は、約１．２×８＝９．６ｍｍに形成され、第１のコイル幅βの１／２以下となる。図１０及び図１１に、誘導加熱コイル２７の、有効コイル部分６６、６７と、端部コイル部分６８の断面形状を、それぞれ示す。
【００４１】
端部コイル部分６８の第２のコイル幅γが９．６ｍｍに形成されることから、センタコイル２７ａと、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃとの継ぎ目部分θ１、θ２の幅は、隣接するコイルとの間の隙間を１ｍｍとすると、約１９．２＋１＝２０．２ｍｍとなる。センタコイル２７ａと、隣接する第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃとの継ぎ目部分に設けられる約１ｍｍの隙間は、隣接するコイル同士が接触しないためのものである。間隙に替えて、絶縁テープ或は絶縁シート等の絶縁材を設けて、隣接するコイル同士の接触を防止しても良い。これに対して、比較例として、リッツ線６０を圧縮しないコイルでは、継ぎ目部分θ１、θ２は約、４１．６ｍｍとなる。即ち本実施例の誘導加熱コイル２７の継ぎ目部分θ１、θ２の幅は、リッツ線６０を圧縮しないコイルと比較すると、約１／２となる。又第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃの両端η１、η２については、継ぎ目部分と同じに形成され、コイル幅γとなる。従って、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃの両端η１、η２の幅も、リッツ線６０を圧縮しなかった場合の約１／２となる。この結果、誘導加熱コイル２７の継ぎ目部分θ１、θ２及び、両端η１、η２における金属導電層２２ｃの温度低下を縮小出来、ヒートローラ２２の温度ムラを低減できる。
【００４２】
しかもこのようにリッツ線６０を一部圧縮して、誘導加熱コイル２７の周長を短くすることにより、誘導加熱コイル２７は、必要な長さの有効コイル部分６６、６７を確保した状態でありながら、リッツ線６０の全長を短縮することが出来る。この結果電流発生時に、リッツ線６０の銅損による無駄なジュール熱を低減出来、金属導電層２２ｃの発熱効率を高めることが出来る。
【００４３】
次に作用について述べる。画像形成プロセスの開始により画像形成ユニット１０では、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ステーション１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋにて、夫々感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上にトナー像を形成する。感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ上のトナー像を、転写ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋにより矢印ｑ方向に回転される転写ベルト１０ａ上のシート紙Ｐに転写して、シート紙Ｐ上にフルカラートナー像を形成する。この後シート紙Ｐは、定着装置１１のヒートローラ２２及びプレスローラ２３間のニップ２６を通過して、トナー像を加熱加圧定着され、プリント画像を完成される。
【００４４】
画像形成プロセス開始により定着装置１１では、駆動モータ２５によりヒートローラ２２が矢印ｓ方向に駆動され、これに従動するプレスローラ２３が矢印ｔ方向に回転される。更に定着装置１１では、第１及び第２のサーミスタ３３ａ、３３ｂによるヒートローラ２２の表面温度の検出結果に従い、ＣＰＵ５２が、インバータ回路５０の駆動回路６０、６１をそれぞれ制御する。
【００４５】
駆動回路６０、６１は、シート紙Ｐサイズに応じて、センタコイル２７ａ及び／又は第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃに、夫々９００Ｗの電力を供給する。シート紙Ｐサイズが、例えば、ＪＩＳ規格のＡ４横サイズ（２９７×２１０ｍｍ）、Ａ３サイズ（２９７×４２０ｍｍ）等の、フルサイズ紙であれば、定着装置１１は、センタコイル２７ａ及び第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃに電力を供給してヒートローラ２２の長手方向全長を加熱する。又、シート紙Ｐサイズが、例えば、ＪＩＳ規格のＡ４縦サイズ（２１０×２９７ｍｍ）、はがきサイズ（１００×１４８ｍｍ）等の、小サイズ紙であれば、定着装置１１は、センタコイル２７ａのみに電力を供給してヒートローラ２２の中央部分である一部を加熱する。これにより、誘導加熱コイル２７は、ヒートローラ２２の必要部分を、約３０秒の高速にて、例えば１６０℃の定着温度に昇温し、定着可能とする。
【００４６】
この実施例によれば、リッツ線６０を８ターンして形成される誘導加熱コイル２７は、端部コイル部分６８のリッツ線６０ｂを圧縮することにより、第２のコイル幅γを、有効コイル部分６６、６７の第１のコイル幅βの１／２以下としている。
【００４７】
このことから、ヒートローラ２２のセンタコイル２７ａと、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃとの継ぎ目部分θ１、θ２の幅を縮小出来る。又、第１及び第２のサイドコイル２７ｂ、２７ｃの両端η１、η２の幅を縮小出来る。従って、ヒートローラ２２の全長を加熱する場合に、誘導加熱コイル２７の継ぎ目部分θ１、θ２の幅、或いは両端η１、η２の幅を原因とする、金属導電層２２ｃの温度低下を縮小出来る。この結果、誘導加熱コイル２７の継ぎ目部分θ１、θ２、或いは両端η１、η２において、ヒートローラ２２が温度低下をきたすという温度ムラを低減でき、ヒートローラ２２の全長にわたり、より均一な定着温度を得られる。
【００４８】
又、端部コイル部分６８のリッツ線６０ｂを圧縮して第２のコイル幅γを、第１のコイル幅βの１／２以下とした結果、有効コイル部分６６、６７を必要な長さに確保した上で、誘導加熱コイル２７の、リッツ線６０の全長を短縮可能となる。このリッツ線６０の全長の短縮により、電流発生時に、リッツ線６０の銅損による無駄なジュール熱を低減することができ、金属導電層２２ｃの発熱効率を更に高めることが出来る。
【実施例２】
【００４９】
次にこの発明の実施例２について図１２乃至図１６を参照して説明する。この実施例２は上述した実施例１における、誘導加熱コイルの形状が異なるものであり、他は実施例１と同様である。従ってこの実施例２にあっては、前述の実施例１で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５０】
実施例２は、ヒートローラ２２を加熱する誘導加熱コイル７０を有する。誘導加熱コイル７０は、センタコイル７０ａ、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃの３つに分割される。センタコイル７０ａは、長さ２００ｍｍであり、センタコイル７０ａ、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃにより、ヒートローラ２２の全長３２０ｍｍを加熱する。誘導加熱コイル７０は、断面が屋根形状の磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃを有する。磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃの断面の内角は１００°に傾斜される。誘導加熱コイル７０は、実施例１の制御系１００と同様の制御系により、駆動制御される。
【００５１】
誘導加熱コイル７０は、導線として、実施例１と同様のリッツ線６０を用い、実施例１と同様の磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃに例えば８回巻きつけてなる。磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃの端部にて、リッツ線６０はヒートローラ２２から離間する方向に積み上げて配列される。即ちヒートローラ２２の回転軸πと平行方向である、ヒートローラ２２の長手方向と平行な有効コイル部分７７、７８は、積み上げられることなく、磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃに単純に巻かれる。これにより、誘導加熱コイル７０の有効コイル部分７７、７８は、磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃの傾斜に沿った平面状に形成される。また、有効コイル部分７７、７８では、リッツ線６０は圧縮されず(圧縮率１)、直径約２．５〜２．６ｍｍの円形の断面形状を保持する。
【００５２】
一方、ヒートローラ２２の回転方向と平行な方向となる磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃの端部にあっては、リッツ線６０は、１本のリッツ線６０の上に順次積層され、積層コイル部分７６を形成する。積層コイル部分７６のリッツ線６０は、縦４．３ｍｍ、横１．２ｍｍのほぼ矩形の断面形状に圧縮される。即ち、リッツ線６０は、有効コイル部分７７、７８では圧縮されず(圧縮率１)、積層コイル部分７６では、横方向において、圧縮率１．２／２．６≒０．４６に圧縮される。
【００５３】
積層コイル部分７６は、リッツ線６０をプレス成型機に通し、或いはリッツ線６０を周回するたびにプレス成型する等により、リッツ線６０を圧縮する。リッツ線６０を８回周回してコイル状に成型後、コイル部分をワニスで固める。但し、リッツ線６０の引き出し部分６０ｃは柔軟性を保持するようワニス処理しない。
【００５４】
このようなリッツ線６０からなる誘導加熱コイル７０は、実施例１と同様、有効コイル部分７７、７８の第１のコイル幅βは、最大で２．６×８＝２０．８ｍｍとなる。これに対して、磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃの端部の、折り曲げられた、積層コイル部分７６の第２のコイル幅γは、約４．３ｍｍに形成され、第１のコイル幅βの１／４以下となる。
【００５５】
このように、磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃの端部側にて、リッツ線６０を順次積み上げて、積層コイル部分７６を形成することにより、センタコイル７０ａと、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃとの継ぎ目部分θ３、θ４の幅は、８．６＋１＝９．６ｍｍとすることが出来る。即ち、単純に巻いたコイルと比較すると、センタコイル７０ａと、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃをより近づけることにより、磁界の弱い部分を狭くすることが出来る。従って、継ぎ目部分θ３、θ４の磁界を強化できる。センタコイル７０ａと、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃとの継ぎ目部分には、隣接するコイル同士が接触しないよう、約１ｍｍの間隙を設ける。間隙に換えて、絶縁材を設けて、隣接するコイル同士の接触を防止しても良い。
【００５６】
又、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃの両端η３、η４の幅も、矩形に圧縮されたリッツ線の１本分の幅４．３ｍｍとされる。従って、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃの両端η３、η４の磁界も強化できる。この結果、誘導加熱コイル７０の継ぎ目部分θ３、θ４及び、両端η３、η４における金属導電層２２ｃの温度低下をより縮小出来、ヒートローラ２２の温度ムラを低減できる。尚、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃの両端η３、η４の端部からヒートローラ２２の端部までの距離は、例えば、図１３に示すように５ｍｍとされる。但し、これに限定されない。
【００５７】
更に、誘導加熱コイル７０端部の積層コイル部分７６は、ヒートローラ２２と対向していないことから、この積層コイル部分７６で発生する磁束は、ヒートローラ２２の加熱に寄与しない。このことから、積層コイル部分７６の面積が大きいと、誘導加熱コイル７０の内の、ヒートローラ２２の加熱に寄与しない部分の無効電流の割合が高くなる。即ち誘導加熱コイル７０の効率特性を低下させることになる。
【００５８】
例えば、比較例として、誘導加熱コイル７０端部の積層コイル部分７６のリッツ線６０を圧縮しないコイルの、インダクタンスＬは、３０μ（Ｈ）となり、コイルとヒートローラ２２との磁気結合によって得られる負荷抵抗Ｒは、１．０（Ω）となる。
【００５９】
これに対して、端部の積層コイル部分７６のリッツ線６０を、縦４．３ｍｍ、横１．２ｍｍに圧縮して積層コイル部分７６の面積を縮小した、本実施例の誘導加熱コイル７０のインダクタンスＬは、２８μ（Ｈ）となり、コイルとヒートローラ２２との磁気結合によって得られる負荷抵抗Ｒは、１．０（Ω）となる。即ち比較例のコイルに比べて、本実施例の誘導加熱コイル７０の方が、インダクタンスＬに対する負荷抵抗Ｒの割合が大きい。これは誘導加熱コイル７０とヒートローラ２２の磁気結合が強く、同じ発熱量を求める場合に、誘導加熱コイル７０に流す電流を少なく出来る。誘導加熱コイル７０に流れる電流が少ないと、同じサイズのリッツ線であっても、銅損を減らすことが出来る。この結果、ヒートローラ２２の加熱効率を向上出来、定着装置１１の消費エネルギーの節約が可能となる。
【００６０】
又誘導加熱コイル７０の、センタコイル７０ａと、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃとでは、ヒートローラ２２の長手方向と平行な有効コイル部分７７、７８に対する、積層コイル部分７６の割合が異なる。即ち、各サイドコイル７０ｂ、７０ｃ毎に積層コイル部分７６が２個ずつ有る第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃは、センタコイル７０ａに比べて、積層コイル部分７６の割合が大きくなる。
【００６１】
このため、例えば、リッツ線６０を圧縮しないで積層コイル部分７６を形成すると、特に第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃでは、インダクタンスＬに対する負荷抵抗Ｒの割合が小さくなりすぎる。この結果、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃを駆動するインバータ回路５０のスイッチング損失が大きくなる。このためスイッチング素子の温度上昇が、仕様範囲を越えないように、インバータ回路５０の冷却機構を従来よりも高性能にする必要性を生じる場合もある。このような現象を防止する意味からも、ヒートローラ２２の加熱に起用しない積層コイル部分７６のリッツ線６０を圧縮して、積層コイル部分７６の高さを低減することにより、ヒートローラ２２の加熱に寄与しない無効電流を低減する必要がある。
【００６２】
更に、積層コイル部分７６を圧縮するもうひとつの効果は、積層コイル部分７６の高さλを低減することにある。積層コイル部分７６の高さλを低減すると、誘導加熱コイル７０の継ぎ目部分θ３、θ４で、隣接するセンタコイル７０ａと、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃ間で生じる相互誘導電流を低減出来る。この実施例では、ヒートローラ２２の長手方向全長に渡り、均等な定着温度を保持するために、センタコイル７０ａと、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃを近づけると、隣接する積層コイル部分７６も近づく。この結果、継ぎ目部分θ３、θ４において、センタコイル７０ａと、隣接する第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃが、お互いに相互誘導を起こし、相手側に誘導電流を発生させノイズを生じる。
【００６３】
相互誘導電流によるノイズが一定以上に大きくなると、誘導加熱コイル７０を駆動するインバータ回路５０の誤動作を生じる可能性がある。即ちノイズによりインバータ回路のスイッチング素子５７、５８によるスイッチングのタイミングがずれて、スイッチング損失を生じて、ヒートローラ２２を所望の定着温度に加熱できない可能性がある。
【００６４】
相互誘導電流によるノイズは、継ぎ目部分θ３、θ４の、積層コイル部分７６の対向面積が大きいほど大きくなる。このことから、積層コイル部分７６のリッツ線６０を圧縮して、積層コイル部分７６の高さを低減し、面積を小さくすれば、相互誘導電流を原因とするノイズの悪影響を低減できる。
【００６５】
しかも、積層コイル部分７６のリッツ線６０を圧縮して、積層コイル部分７６の高さλを低減することにより、誘導加熱コイル７０は、必要な長さの有効コイル部分７７、７８を確保した状態でありながら、リッツ線６０の全長を短縮することが出来る。この結果電流発生時に、リッツ線６０の銅損による無駄なジュール熱を低減出来、金属導電層２２ｃの発熱効率を高めることが出来る。
【００６６】
この実施例によれば、誘導加熱コイル７０は、磁性体コア７１ａ、７１ｂ、７１ｃの端部にて、リッツ線６０を積み上げて、積層コイル部分７６を形成している。従って積層コイル部分７６の第２のコイル幅γを、有効コイル部分７７、７８の第１のコイル幅βの１／４以下となるよう狭小に形成出来る。このことから、誘導加熱コイル７０の、継ぎ目部分θ３、θ４の幅及び、第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃの両端η３、η４の幅を縮小出来る。従って、ヒートローラ２２の全長を加熱する場合に、誘導加熱コイル７０の継ぎ目部分θ３、θ４の幅、或いは両端η３、η４の幅を原因とする、金属導電層２２ｃの温度低下を縮小出来る。この結果、誘導加熱コイル７０の継ぎ目部分θ３、θ４、或いは両端η３、η４において、ヒートローラ２２が温度低下をきたすという温度ムラを低減でき、ヒートローラ２２の全長にわたり、より均一な定着温度を得られる。
【００６７】
又、この実施例では、積層コイル部分７６のリッツ線６０を圧縮して積層コイル部分７６の面積を縮小している。この結果、誘導加熱コイル７０の、ヒートローラ２２の加熱に寄与しない部分の無効電流の割合を低下出来、誘導加熱コイル７０の加熱効率の向上により、定着装置１１の消費エネルギーの節約を得られる。
【００６８】
更にこの実施例によれば、積層コイル部分７６のリッツ線６０を圧縮して、積層コイル部分７６の高さλを低減し、誘導加熱コイル７０の継ぎ目部分θ３、θ４の、積層コイル部分７６の対向面積を小さくすることにより、センタコイル７０ａと、隣接する第１及び第２のサイドコイル７０ｂ、７０ｃの相互誘導電流を低減できる。この結果、相互誘導電流によるノイズによるインバータ回路５０の誤動作を防止出来、ヒートローラ２２を所望の定着温度に確実に加熱できる。
【００６９】
しかも積層コイル部分７６の高さλを低減することにより、有効コイル部分７７、７８を必要な長さに確保した上で、誘導加熱コイル７０の、リッツ線６０の全長を短縮出来る。この結果、電流発生時の、リッツ線６０の銅損による無駄なジュール熱を低減して、金属導電層２２ｃの発熱効率を更に高めることが出来る。
【実施例３】
【００７０】
次にこの発明の実施例３について図１７乃至図２１を参照して説明する。この実施例３は上述した実施例２における、積層コイル部分の形状が異なるものであり、他は実施例２と同様である。従ってこの実施例３にあっては、前述の実施例２で説明した構成と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００７１】
実施例３は、ヒートローラ２２を加熱する誘導加熱コイル８０を有する。誘導加熱コイル８０は、センタコイル８０ａ、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃの３つに分割される。センタコイル８０ａは、長さ２００ｍｍであり、センタコイル８０ａ、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃにより、ヒートローラ２２の全長３２０ｍｍを加熱する。
【００７２】
誘導加熱コイル８０は、導線として、実施例２と同様のリッツ線６０を用い、実施例２と同様の磁性体コア８１ａ、８１ｂ、８１ｃに例えば８回巻きつけてなる。磁性体コア８１ａ、８１ｂ、８１ｃの端部にて、リッツ線６０はヒートローラ２２から離間する方向に積み上げて積層コイル部分８５、８６を形成する。センタコイル８０ａの両側の積層コイル部分８５の形状は、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃの両側の積層コイル部分８６の形状と異なる。
【００７３】
第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃの両側の積層コイル部分８６は、実施例２の積層コイル部分７６と同様の形状を有する。即ち積層コイル部分８６は、有効コイル部分８８の内周のから、高さ９．６ｍｍの範囲に形成される。これに対して、センタコイル８０ａの両側の積層コイル部分８５は、有効コイル部分８７の内周のから、高さ１０ｍｍの空間８５ａを設けて、更にその上に、高さ９．６ｍｍの範囲に形成される。このように形成して、積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６との対向面積を低減する。
【００７４】
このような誘導加熱コイル８０は、実施例２と同様、有効コイル部分８７、８８の第１のコイル幅βを２０．８ｍｍとするのに対して、積層コイル部分８５、８６の第２のコイル幅γは、約４．３ｍｍに形成される。
【００７５】
このように、リッツ線６０を積み上げて、積層コイル部分８５、８６を形成することにより、センタコイル８０ａと、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃとの継ぎ目部分θ５、θ６の幅は、８．６＋１＝９．６ｍｍとすることが出来る。即ち、単純に巻いたコイルと比較して、誘導加熱コイル８０の磁界の弱い継ぎ目部分θ５、θ６を狭くすることが出来、継ぎ目部分θ５、θ６の磁界を強化できる。センタコイル８０ａと、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃとの継ぎ目部分には、隣接するコイル同士が接触しないよう、約１ｍｍの間隙を設ける。間隙に替えて、絶縁材を設けて、隣接するコイル同士の接触を防止しても良い。
【００７６】
又、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃの両端η５、η６の幅も狭く出来、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃの両端η５、η６の磁界も強化できる。この結果、誘導加熱コイル８０の継ぎ目部分θ５、θ６及び、両端η５、η６における金属導電層２２ｃの温度低下をより縮小出来、ヒートローラ２２の温度ムラを低減できる。
【００７７】
更に、誘導加熱コイル８０端部の積層コイル部分８５、８６のリッツ線６０を圧縮して積層コイル部分８５、８６の面積を縮小することにより、インダクタンスＬに対する負荷抵抗Ｒの割合を大きく出来る。即ち誘導加熱コイル８０内の、無効電流の割合が低下される。従って、誘導加熱コイル８０とヒートローラ２２の磁気結合が強く、同じ発熱量を求める場合に、誘導加熱コイル８０に流す電流を少なく出来、誘導加熱コイル８０の加熱効率を向上できる。しかも誘導加熱コイル８０に流れる電流が少ないと、同じサイズのリッツ線であっても、銅損を減らすことが出来る。これらからヒートローラ２２の加熱効率を向上出来、定着装置１１の消費エネルギーの節約が可能となる。
【００７８】
更に、センタコイル８０ａの積層コイル部分８５と、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃの積層コイル部分８６の形状が異なり、積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６の位相をずらしている。即ち積層コイル部分の形状が全て同じであるコイルに比較して、積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６とが対向する部分の面積が低減される。従って、誘導加熱コイル８０の継ぎ目部分θ５、θ６で、隣接するセンタコイル８０ａと、第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃ間で生じる相互誘導電流を低減出来る。この結果積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６の継ぎ目部分θ５、θ６で生じる相互誘導電流を原因とするノイズの悪影響を低減できる。
【００７９】
更にコイル部分８５、８６のリッツ線６０を圧縮して、積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６とが対向する面積が低減されることによっても、積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６の継ぎ目部分θ５、θ６で生じる相互誘導電流を原因とするノイズの悪影響を低減できる。
【００８０】
しかもリッツ線６０を圧縮して、積層コイル部分８６の高さλを低減することにより、誘導加熱コイル８０は、必要な長さの有効コイル部分８７、８８を確保した状態でありながら、リッツ線６０の全長を短縮することが出来る。この結果電流発生時に、リッツ線６０の銅損による無駄なジュール熱を低減出来、金属導電層２２ｃの発熱効率を高めることが出来る。
【００８１】
この実施例によれば、誘導加熱コイル８０は、磁性体コア８１ａ、８１ｂ、８１ｃの端部にて、リッツ線６０を積み上げて、積層コイル部分８５，８６を形成している。従って、実施例２と同様に、積層コイル部分８５、８６の第２のコイル幅γを、有効コイル部分８７、８８の第１のコイル幅βの１／４以下となるよう狭小に形成出来る。このことから、ヒートローラ２２の全長を加熱する場合に、誘導加熱コイル８０の継ぎ目部分θ５、θ６の幅、或いは両端η５、η６の幅を原因とする、金属導電層２２ｃの温度低下を縮小出来、ヒートローラ２２の全長にわたり、より均一な定着温度を得られる。
【００８２】
更に、この実施例では、積層コイル部分８５、８６のリッツ線６０を圧縮して積層コイル部分８５、８６の面積を縮小している。この結果、誘導加熱コイル８０の、ヒートローラ２２の加熱に寄与しない部分の無効電流の割合を低下出来、誘導加熱コイル８０の加熱効率の向上により、定着装置１１の消費エネルギーの節約を得られる。
【００８３】
又、この実施例では、積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６とを異なる形状として、積層コイル部分８５と、積層コイル部分８６の位相をずらしている。これと共に、積層コイル部分８５、８６のリッツ線６０を圧縮して積層コイル部分８５、８６の面積を縮小している。従って誘導加熱コイル８０の継ぎ目部分θ５、θ６において、積層コイル部分８５と積層コイル部分８６とが対向する面積をより小さくして、センタコイル８０ａと、隣接する第１及び第２のサイドコイル８０ｂ、８０ｃとのの相互誘導電流を低減できる。この結果、相互誘導電流によるノイズによるインバータ回路５０の誤動作を防止出来、ヒートローラ２２を所望の定着温度に確実に加熱できる。
【００８４】
しかもリッツ線６０を圧縮して、積層コイル部分８５、８６の高さλを低減することにより、有効コイル部分８７、８８を必要な長さに確保した上で、誘導加熱コイル８０の、リッツ線６０の全長を短縮出来る。この結果、電流発生時の、リッツ線６０の銅損による無駄なジュール熱を低減して、金属導電層２２ｃの発熱効率を更に高めることが出来る。
【００８５】
尚この発明は、上記実施例に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能であり、例えばエンドレスの被加熱部材は、定着ベルトであっても良いし、誘導加熱コイルの周回数も限定されない。又誘導加熱コイルは、複数に分割したものでは無く、単一であっても良い。このように単一の誘導加熱コイルにおいては、誘導加熱コイルの両端の温度低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】この発明の実施例１の定着装置を搭載した画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】この発明の実施例１の定着装置を示す概略構成図である。
【図３】この発明の実施例１の誘導加熱コイルを上面から見た概略説明図である。
【図４】この発明の実施例１の誘導加熱コイルを側面から見た概略説明図である。
【図５】この発明の実施例１の磁性体コアの概略断面図である。
【図６】この発明の実施例１の磁性体コアの変形例を示す概略断面図である。
【図７】この発明の実施例１の複数の誘導発生コイルの配置を示す概略説明図である。
【図８】この発明の実施例の定着装置の制御系を示すブロック図である。
【図９】この発明の実施例１の誘導加熱コイルの磁性体コアを省略して上面から見た概略説明図である。
【図１０】この発明の実施例１の誘導加熱コイルの有効コイル部分の断面を示す概略説明図である。
【図１１】この発明の実施例１の誘導加熱コイルの端部コイル部分の断面を示す概略説明図である。
【図１２】この発明の実施例２の誘導加熱コイルを上面から見た概略説明図である。
【図１３】この発明の実施例２の誘導加熱コイルを側面から見た概略説明図である。
【図１４】この発明の実施例２の誘導加熱コイルの概略斜視図である。
【図１５】この発明の実施例２の誘導加熱コイルの、磁性体コアを取り除いた、コイル状のリッツ線部分を示す概略説明図。
【図１６】この発明の実施例２の誘導加熱コイルの、積層コイル部分を示す概略説明図である。
【図１７】この発明の第３実施例の誘導加熱コイルを上面から見た概略説明図である。
【図１８】この発明の実施例３の誘導加熱コイルを側面から見た概略説明図である。
【図１９】この発明の実施例３の誘導加熱コイルの概略斜視図である。
【図２０】この発明の実施例３のサイドコイルの、積層コイル部分を示す概略説明図である。
【図２１】この発明の実施例３のセンタコイルの、積層コイル部分を示す概略説明図である。
【図２２】従来の装置にて、ヒートローラに対する誘導加熱コイルの配置を示す概略説明図である。
【図２３】従来のヒートローラ長手方向の温度分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８７】
１…画像形成装置
１０…画像形成ユニット
１０ａ…転写ベルト
１１…定着装置
２２…ヒートローラ
２２ｃ…金属導電層
２３…プレスローラ
２７…誘導加熱コイル
２７ａ…センタコイル
２７ｂ…第１のサイドコイル
２７ｃ…第２のサイドコイル
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ…磁性体コア
６０…リッツ線
６６、６７…有効コイル部分
６８…端部コイル部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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