(57)【要約】【課題】この発明は、同じ巻き数のコイルが巻かれたコイルボビン１１０Ａであっても、加熱ローラ１０１に与える単位面積あたりの電力を変更することができ、所望の温度分布を加熱ローラ１０１上に形成することが可能となる。【解決手段】この発明は、誘導加熱型の定着装置において、異なるボビン有効幅のコイル領域に同じ巻き数のコイルを巻きつけた複数のコイルボビン１１０Ａを保持部材１１０Ｂに保持させた構成としたものである。【選択図】    図７
2004287247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルにより発生する磁界の変化により発生する渦電流によって発熱する被加熱部材により現像剤を被画像形成媒体上に定着させる定着装置において、
所定巻数の第１のコイルを形成する電線が巻きつけられる第１のコイル領域を有する第１のコイルボビンと、
前記第１のコイルと同じ巻数の第２のコイルを形成する電線が巻きつけられる前記第１のコイル領域とは異なる大きさの第２のコイル領域を有する第２のコイルボビンと、
前記第１のコイルボビン及び第２のコイルボビンを所定位置に保持する保持部材と、
を有する誘導加熱手段を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１のコイル領域及び前記第２のコイル領域は、前記被加熱部材上の温度分布が所望の温度分布となるように、前記第１のコイル及び前記第２のコイルが前記被加熱部材に与える単位面積当たりの電力に基づいて大きさが設定されている、ことを特徴とする前記請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記第１のコイル領域の大きさと前記第２のコイル領域の大きさとは、前記第１のコイル領域に均一に巻きつけられる前記第１のコイルの巻線間隔と前記第２のコイル領域に均一に巻きつけられる前記第２のコイルの巻線間隔とが所定の関係を満たすように設定されている、ことを特徴とする前記請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
コイルにより発生する磁界の変化により発生する渦電流によって発熱する被加熱部材により現像剤を被画像形成媒体上に定着させる定着装置において、
第１の巻数の電線からなる第１のコイルがコイル領域に巻きつけられる第１のコイルボビンと、
この第１のコイルボビンと同じ大きさのコイル領域を有し、前記第１の巻数とは異なる第２の巻数の電線からなる第２のコイルが巻きつけられる第２のコイルボビンと、
前記第１のコイルボビン及び第２のコイルボビンを所定位置に保持する保持部材と、
を有する誘導加熱手段を具備することを特徴とする定着装置。
【請求項５】
前記第１のコイルボビンと前記第２のコイルボビンとは、同じ形状から構成され、
前記第１の巻数及び前記第２の巻数は、前記被加熱部材上の温度分布が所望の温度分布となるように、前記第１のコイル及び前記第２のコイルが前記被加熱部材に与える単位面積当たりの電力に基づいて設定されている、ことを特徴とする前記請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記第１のコイルボビンと前記第２のコイルボビンとは、同じ形状から構成され、
前記保持部材は、前記第１のコイルボビンを中央部に保持するとともに、前記第２のコイルボビンを両端部に保持し、
前記第１のコイルボビンのコイル領域に巻かれる第１のコイルの前記第１の巻数は、前記第２のコイルボビンのコイル領域に巻かれる第２のコイルの前記第２の巻数よりも少なくなるように設定されている、ことを特徴とする前記請求項４に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載され、用紙上の現像剤像を定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル技術を利用した画像形成装置たとえば電子複写機では、加圧状態で加熱することにより現像剤像を用紙に定着させる定着装置を有している。
例えば、電子複写機では、原稿が載置された原稿台が露光され、その原稿からの反射光が光電変換素子たとえばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）に導かれる。ＣＣＤは、原稿の画像に対応する画像信号を出力する。この画像信号に応じたレーザ光が感光体ドラムに照射されて、感光体ドラムの周面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像剤（トナー）の付着により顕像化される。感光体ドラムには、その感光体ドラムの回転にタイミングを合わせて用紙が送られ、その用紙に感光体ドラム上の顕像（現像剤像）が転写される。現像剤像が転写された用紙は、定着装置に送られる。
【０００３】
定着装置は、加熱ローラと、この加熱ローラに加圧状態で接しながらその加熱ローラと共に回転する加圧ローラとを備え、この両ローラ間に用紙を挟み込んでその用紙を搬送しながら、加熱ローラの熱によって用紙上の現像剤像を定着させる。
また、定着装置の加熱ローラの熱源としては、誘導加熱がある。これは、加熱ローラ内にコイルを収め、そのコイルにコンデンサを接続して共振回路を形成し、その共振回路を１つの共振回路に対して１つの周波数で励起することにより、コイルに高周波電流を流してコイルから高周波磁界を発生させ、その高周波磁界によって加熱ローラに渦電流を生じさせ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラを自己発熱させる。
【０００４】
さらに、近年では、省エネ対応技術としてウォーミングアップの短縮化が技術課題となっているが、対策として加熱ローラの薄肉化が上げられる。
しかしながら、加熱ローラの肉厚が薄いほど熱容量が小さくなるため、加熱ローラ上の温度分布を均一に保つことが難しくなる。例えば、誘導加熱型の定着装置では、コイルにより加熱する加熱ローラに対する単位面積あたりの電力を所望の値に設定しなければ、加熱ローラ上の温度分布にむらが生じることがある。また、画像形成装置に用いられる定着装置では、様々なサイズの用紙が使用される可能性があるため、どのようなサイズの用紙に対しても加熱ローラ上の温度分布を所望の温度分布になるようにコイルを設計しなければ、種々の用紙全体に対する定着温度を均一に保つことができないという問題点がある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１２１６５号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記の事情を考慮したもので、その目的とするところは、簡単な構成で、コイルにより加熱される被加熱部材における温度分布を所望の温度分布にすることができる誘導加熱手段を有する定着装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の定着装置は、コイルにより発生する磁界の変化により発生する渦電流によって発熱する被加熱部材により現像剤を被画像形成媒体上に定着させるものにおいて、所定巻数の第１のコイルを形成する電線が巻きつけられる第１のコイル領域を有する第１のコイルボビンと、前記第１のコイルと同じ巻数の第２のコイルを形成する電線が巻きつけられる前記第１のコイル領域とは異なる大きさの第２のコイル領域を有する第２のコイルボビンと、前記第１のコイルボビン及び第２のコイルボビンを所定位置に保持する保持部材とを有する誘導加熱手段を具備する。
【０００８】
この発明の定着装置は、コイルにより発生する磁界の変化により発生する渦電流によって発熱する被加熱部材により現像剤を被画像形成媒体上に定着させるものにおいて、第１の巻数の電線からなる第１のコイルがコイル領域に巻きつけられる第１のコイルボビンと、この第１のコイルボビンと同じ大きさのコイル領域を有し、前記第１の巻数とは異なる第２の巻数の電線からなる第２のコイルが巻きつけられる第２のコイルボビンと、前記第１のコイルボビン及び第２のコイルボビンを所定位置に保持する保持部材とを有する誘導加熱手段を具備する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、画像形成装置としての複合型電子複写機の内部構成を示すものである。まず、本体１の上面部には、原稿載置用の透明の原稿台（ガラス板）２が設けられており、キャリッジ４に設けられた露光ランプ５が点灯することにより、原稿台２に載置されている原稿Ｄが露光される。
【００１０】
この露光による反射光が光電変換素子、例えばＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）１０に投影されることで画像信号が出力される。上記ＣＣＤ１０から出力される画像信号は、デジタル信号に変換され、そのデジタル信号が適宜に処理された後、レーザユニット２７に供給される。上記レーザユニット２７は、入力信号に応じてレーザビームＢを発する。
【００１１】
本体１の上面部において、自動原稿送りユニット４０が被さらない位置に、図示しない動作条件設定用のコントロールパネルが設けられている。上記コントロールパネルは、タッチパネル式の液晶表示部、数値入力用のテンキー、コピーキーなどを備えている。
【００１２】
一方、本体１内の略中央部には、感光体ドラム２０が回転自在に設けられている。この感光体ドラム２０の周囲には、帯電器２１、現像ユニット２２、転写器２３、剥離器２４、クリーナ２５、及び除電器２６が順次に配設され、既知のプロセス方法にて感光体ドラム２０上にトナー（現像剤）画像が形成され、そのトナー画像が用紙上に転写され、後述する定着装置１００により、用紙上のトナーが加熱、加圧定着される。
【００１３】
図２は、定着装置１００の概略構成を示すものである。
図２において定着装置１００は、コピー用紙Ｓの搬送路を上下に挟む位置に加熱ローラ１０１と加圧ローラ１０２とが設けられている。加圧ローラ１０２は、図示しない加圧機構により、加熱ローラ１０１の周面に加圧状態で接している。これらローラ１０１、１０２の接触部は、一定のニップ幅を持っている。
【００１４】
上記加熱ローラ１０１は、導電性材料、例えば鉄を筒状に成形し、その鉄の外周面に、例えば、４フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂などを被覆したものである。上記加熱ローラ１０１は、図示しない駆動モータなどにより図示右方向に回転駆動される。上記加圧ローラ１０２は、上記加熱ローラ１０１の回転を受けて図示左方向に回転する。上記加熱ローラ１０１と上記加圧ローラ１０２との接触部をコピー用紙Ｓが通過し、且つコピー用紙が加熱ローラ１０１から熱を受けることにより、コピー用紙Ｓ上の現像剤像Ｔがコピー用紙Ｓに定着される。
【００１５】
上記加熱ローラ１０１の周囲には、コピー用紙Ｓを加熱ローラ１０１から剥離するための隔離爪１０３、上記加熱ローラ１０１上に残るトナー及び紙屑等を除去するためのクリーニング部材１０４、上記加熱ローラ１０１の表面に離型剤を塗布するための塗布ローラ１０５とが配設されている。
【００１６】
上記加熱ローラ１０１の内部には、誘導加熱用の誘導加熱部１１０が収容されている。上記誘導加熱部１１０は、コイル１１１としての電線が周面に巻かれたコイルボビン１１０Ａと、そのコイルボビン１１０Ａを保持する保持部材１１０Ｂとを有する。上記コイルボビン１１０Ａは、コイル１１１が複数のコイル（１１１ａ、…）からなる場合、コイルの数に応じた複数のコイルボビン１１０Ａ（１１０Ａａ、…）で構成される。上記誘導加熱部１１０には、後述する高周波回路により高周波電力が与えられ、誘導加熱用の高周波磁界を発する。この高周波磁界が発せられることにより、加熱ローラ１０１に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で上記加熱ローラ１０１が自己発熱する。
【００１７】
図３は、複合型電子複写機の制御回路を示すものである。すなわち、メインＣＰＵ５０には、スキャンＣＰＵ７０、コントロールパネルＣＰＵ８０、及びプリントＣＰＵ９０とが接続されている。
上記メインＣＰＵ５０は、上記スキャンＣＰＵ７０、上記コントロールパネルＣＰＵ８０、及び上記プリントＣＰＵ９０を統括的に制御するもので、コピーキーの操作に応じたコピーモードの制御手段、ネットインタフェース５９への画像入力に応じたプリンタモードの制御手段、及びＦＡＸ送受信ユニット６０での画像受信に応じたファクシミリモードの制御手段などを備えている。
【００１８】
また、上記メインＣＰＵ５０には、制御プログラム記憶用のＲＯＭ５１、データ記憶用のＲＡＭ５２、画素カウンタ５３、画像処理部５５、ページメモリコントローラ５６、ハードディスクユニット５８、ネットインタフェース５９、及びＦＡＸ送受信ユニット６０とが接続されている。
【００１９】
上記ページメモリコントローラ５６は、上記ページメモリ５７に対する画像データの書込み及び読み出しを制御する。また、上記画像処理部５５、上記ページメモリコントローラ５６、上記ページメモリ５７、上記ハードディスクユニット５８、上記ネットインタフェース５９、及び上記ＦＡＸ送受信ユニット６０とは、上記画像データバス６１により相互に接続されている。
【００２０】
上記ネットインタフェース５９は、外部機器から伝送されてくる画像（画像データ）が入力されるプリンタモード用の入力部として機能する。このネットインタフェース５９には、ＬＡＮあるいはインターネットなどの通信ネットワーク２０１が接続され、その通信ネットワーク２０１に外部機器、例えば複数台のパーソナルコンピュータ２０２が接続されている。これらパーソナルコンピュータ２０２は、コントローラ２０３、ディスプレイ２０４、操作ユニット２０５などを備えている。
上記ＦＡＸ送受信ユニット６０は、電話回線２１０に接続されており、その電話回線２１０を介してファクシミリ送信されてくる画像（画像データ）を受信するファクシミリモード用の受信部として機能する。
【００２１】
上記スキャンＣＰＵ７０には、制御プログラム記憶用のＲＯＭ７１、データ記憶用のＲＡＭ７２、ＣＣＤ１０の出力を処理して画像データバス６１に供給する信号処理部７３、ＣＣＤドライバ７４、スキャンモータドライバ７５、露光ランプ５、自動原稿送り装置４０、及び、複数の原稿センサ１１などが接続されている。
【００２２】
上記ＣＣＤドライバ７４は、上記ＣＣＤ１０を駆動する。上記スキャンモータドライバ７５は、キャリッジ駆動用のスキャンモータ７６を駆動する。上記自動原稿送り装置４０は、トレイ４１にセットされる原稿Ｄ及びそのサイズを検知するための原稿センサ４３を有している。
【００２３】
上記コントロールパネルＣＰＵ８０には、コントロールパネルのタッチパネル式液晶表示部１４、テンキー１５、オールリセットキー１６、コピーキー１７、及びストップキー１８とが接続されている。
【００２４】
上記プリントＣＰＵ９０には、制御プログラム記憶用のＲＯＭ９１、データ記憶用のＲＡＭ９２、プリントエンジン９３、用紙搬送ユニット９４、プロセスユニット９５、定着装置１００とが接続されている。プリントエンジン９３は、レーザユニット２７及びその駆動回路などにより構成されている。用紙搬送ユニット９４は、給紙カセット３０からトレイ３８にかけての用紙搬送機構及びその駆動回路などにより構成されている。プロセスユニット９５は、感光体ドラム２０及びその周辺部などにより構成されている。
上記プリントＣＰＵ９０及びその周辺構成を主体にして、上記画像処理部５５で処理された画像を用紙Ｐにプリントするプリント部が構成されている。
【００２５】
図４は、定着装置１００の電気回路の構成例を示すものである。
ここでは、上記加熱ローラ１０１内に収納される誘導加熱部１１０は、複数のコイル（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）からなるコイル１１１を有しているものとする。つまり、図４に示す例では、上記コイル１１１は、３つのコイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃに分かれている。図４に示す例において、上記コイル１１１ａは、第１のコイルを構成し、上記加熱ローラ１０１の中央部に存している。また、上記コイル１１１ｂ、及び１１１ｃは、第２のコイルを構成し、上記加熱ローラ１０１内の上記コイル１１１ａを挟む両側位置に存している。これらコイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは高周波発生回路１２０に接続されている。
【００２６】
また、上記加熱ローラ１０１の中央部には、温度センサ１１２が設けられている。上記温度センサ１１２は、上記加熱ローラ１０１の中央部の温度を検知する。また、上記加熱ローラ１０１の一端部には、温度センサ１１３が設けられている。上記温度センサ１１３は、上記加熱ローラ１０１の一端部の温度を検知する。これらの温度センサ１１２，１１３は、上記加熱ローラ１０１を回転駆動するための駆動ユニット１６０と共に、プリントＣＰＵ９０に接続されている。
【００２７】
上記プリントＣＰＵ９０は、駆動ユニット１６０を制御する機能に加え、第１のコイルとしてのコイル１１１ａを構成要素とする後述する第１共振回路（出力電力Ｐ１）の動作、及び、第２のコイルとしてのコイル１１１ｂ及び１１１ｃを構成要素とする後述する第２共振回路（出力電力Ｐ２）の動作を指定するためのＰ１／Ｐ２切替信号を発する機能、各共振回路の出力電力、温度センサ１１２，１１３の検知温度に応じて制御する機能を備えている。
【００２８】
上記高周波発生回路１２０は、高周波磁界発生用の高周波電力を発生するもので、整流回路１２１及びこの整流回路１２１の出力端に接続されたスイッチング回路１２２を備えている。上記整流回路１２１は、商用交流電源１３０の交流電圧を整流する。上記スイッチング回路１２２は、コイル１１１ａにより第１共振回路を形成し、コイル１１１ｂ，１１１ｃにより第２共振回路を形成している。
また、上記第１共振回路及び上記第２共振回路は、上記スイッチング回路１２２内に設けられた図示しないスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等のトランジスタ）により選択的に励起される。
【００２９】
なお、第２のコイルを構成する上記コイル１１１ｂ及び１１１ｃは上記スイッチング回路１２２に対して並列に接続されている。同様に、上記誘導加熱部１１０において第１のコイルあるいは第２のコイルが複数のコイルで構成される場合、各コイルは上記スイッチング回路１２２に対して並列に接続されるものとする。
【００３０】
上記第１共振回路は、上記コイル１１１ａのインダクタンス及び上記スイッチング回路１２２内のコンデンサ（図示しない）の静電容量等により定まる共振周波数ｆ１を有している。上記第２共振回路は、上記コイル１１１ｂ及び１１１ｃのインダクタンス及び上記スイッチング回路１２２内のコンデンサ（図示しない）の静電容量等により定まる共振周波数ｆ２を有している。
【００３１】
上記スイッチング回路１２２は、プリントＣＰＵ９０からのＰ１／Ｐ２切替信号に従い、コントローラ１４０によりオン，オフ駆動される。上記コントローラ１４０は、発振回路１４１及びＣＰＵ１４２を備えている。上記発振回路１４１は、上記スイッチング回路１２２に対する所定周波数の駆動信号を発する。上記ＣＰＵ１４２は、上記発振回路１４１の発振周波数（駆動信号の周波数）を制御するものである。上記ＣＰＵ１４２は、主要な機能として、例えば、次の（１）、（２）の手段を有している。
【００３２】
（１）プリントＣＰＵ９０からのＰ１／Ｐ２切替信号によって第１共振回路の動作（コイル１１１ａのみ使用）が指定されている場合、上記ＣＰＵ１４２は、上記第１共振回路をその共振周波数ｆ１の近傍における複数の周波数たとえば（ｆ１−Δｆ），（ｆ１＋Δｆ）で順次（交互）に励起する制御手段を有している。
【００３３】
（２）プリントＣＰＵ９０からのＰ１／Ｐ２切替信号によって第１及び第２共振回路の動作（全てのコイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃの使用）が指定されている場合、上記ＣＰＵ１４２は、上記第１及び第２共振回路をそれぞれの共振周波数ｆ１，ｆ２の近傍における複数の周波数、例えば（ｆ１−Δｆ），（ｆ１＋Δｆ），（ｆ２−Δｆ），（ｆ２＋Δｆ）で順次に励起する制御手段を有している。
【００３４】
次に、上記にように構成される定着装置１００の電気回路の作用について説明する。
上記第１共振回路の共振周波数ｆ１と同じ周波数（または近傍の周波数）の駆動信号が発振回路１４１から発せられると、その駆動信号により上記スイッチング回路１２２がオン，オフし、上記第１共振回路が励起される。この励起により、コイル１１１ａから高周波磁界が発生し、その高周波磁界によって加熱ローラ１０１の軸方向中央部に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１０１の軸方向中央部が自己発熱する。
【００３５】
上記第２共振回路の共振周波数ｆ２と同じ周波数（または近傍の周波数）の駆動信号が発振回路１４１から発せられると、その駆動信号により上記スイッチング回路１２２がオン，オフし、上記第２共振回路が励起される。この励起によりコイル１１１ｂ，１１１ｃから高周波磁界が発生し、その高周波磁界によって加熱ローラ１０１の軸方向両側部に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１０１の軸方向両側部が自己発熱する。
【００３６】
図５は、上記第１共振回路の出力電力Ｐ１と上記第１共振回路を励起する周波数との関係、及び上記第２共振回路の出力電力Ｐ２と上記第２共振回路を励起する周波数との関係を示す図である。
【００３７】
図５に示すように、上記第１共振回路の出力電力Ｐ１は、その第１共振回路の共振周波数ｆ１と同じ周波数で励起される場合にピークレベルとなり、励起される周波数が共振周波数ｆ１から離れるに従って山なりに徐々に減少するパターンとなる。
同様に、上記第２共振回路の出力電力Ｐ２は、その第２共振回路の共振周波数ｆ２と同じ周波数で励起される場合にピークレベルとなり、励起される周波数が共振周波数ｆ２から離れるに従って山なりに徐々に減少するパターンとなる。
【００３８】
大きいサイズの用紙Ｓに対する定着に際しては、第１及び第２共振回路が共に励起され、全てのコイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃから高周波磁界が発せられる。この高周波磁界により加熱ローラ１０１の全体に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１０１の全体が自己発熱する。この場合、第１共振回路の共振周波数ｆ１を中心として上下に所定値Δｆずつ離れた２つの周波数（ｆ１−Δｆ），（ｆ１＋Δｆ）を持つ駆動信号が発振回路１４１から順次出力され、続いて、第２共振回路の共振周波数ｆ２を中心として上下に所定値Δｆずつ離れた２つの周波数（ｆ２−Δｆ），（ｆ２＋Δｆ）を持つ駆動信号が発振回路１４１から順次出力される。
【００３９】
これら駆動信号により、第１共振回路がその共振周波数ｆ１を挟む２つの周波数（ｆ１−Δｆ），（ｆ１＋Δｆ）で順次励起され、続いて、第２共振回路がその共振周波数ｆ２を挟む２つの周波数（ｆ２−Δｆ），（ｆ２＋Δｆ）で順次励起される。これら周波数ごとの励起が繰り返される。
【００４０】
上記第１共振回路におけるコイル１１１ａの出力電力Ｐ１は、図５に示すように、周波数（ｆ１−Δｆ）での励起時にピークレベルＰ１ｃよりもわずかに低い値Ｐ１ａとなり、周波数（ｆ１＋Δｆ）での励起時もわずかにピークレベルＰ１ｃよりも低い値Ｐ１ｂとなる。
【００４１】
上記第２共振回路におけるコイル１１１ｂ，１１１ｃの出力電力Ｐ２は、周波数（ｆ２−Δｆ）での励起時にピークレベルＰ２ｃよりもわずかに低い値Ｐ２ａとなり、周波数（ｆ２＋Δｆ）での励起時もピークレベルＰ２ｃよりもわずかに低い値Ｐ２ｂとなる。
【００４２】
次に、上記誘導加熱部１１０の構成について説明する。
図６は、上記コイルボビン１１０Ａと上記保持部材１１０Ｂとの関係を示す図である。
図６に示すように、各コイルボビン（コイル保持部）１１０Ａは、中空の円筒状の形状により構成される。また、上記保持部材１１０Ｂは、各コイルボビン１１０Ａの内側に収まり、上記コイルボビン１１０Ａの内側の形状と勘合するような形状を有している。
【００４３】
すなわち、上記誘導加熱部１１０全体は、複数のコイルボビン１１０Ａが１つの保持部材１１０Ｂに保持される構成となっている。また、各コイルボビン１１０Ａは、コイル１１１として巻かれる電線をガイドするフランジ部１９０ａ、１９０ｂを両端に有している。以下、コイルボビン１１０Ａにおいてコイル１１１が巻かれる上記フランジ部１９０ａとフランジ部１９０ｂとの間をコイル領域とし、このコイル領域の幅（フランジ部１９０ａと１９０ｂとの間）をボビン有効幅とする。上記コイルボビン１１０Ａ及び保持部材１１０Ｂは、プラスチックやセラミック等で形成され、例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材、フェノール材、又は不飽和ポリエステル等が利用可能である。
【００４４】
図７は、上記誘導加熱部１１０の第１の構成例を示す図である。
また、図８は、図７の第１の構成例の誘導加熱部において第１のコイルが巻かれる第１のコイルボビン３０１の構成を示す図であり、図９は、図７の第１の構成例の誘導加熱部において第２のコイルが巻かれる第２のコイルボビン３０２の構成を示す図である。
【００４５】
図７に示す例では、上記誘導加熱部１１０は、８個のコイル（ａ１〜ａ４、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）から構成されている。各コイルは、それぞれ独立したコイルボビン１１０Ａに巻かれた電線により構成されている。すなわち、図７に示す誘導加熱部１１０は、複数のコイルボビン１１０Ａ（２０１、２０２）に巻かれた複数のコイル（ａ１〜ａ４、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）が保持部材１１０Ｂに保持された構成となっている。
【００４６】
また、図７に示す誘導加熱部１１０では、上記コイルａ１〜ａ４が図４に示す回路構成において第１のコイルとしてのコイル１１１ａに相当し、上記コイルｂ１、ｂ２が図４に示す回路構成において第２のコイルとしてのコイル１１１ｂに相当し、上記コイルｃ１、ｃ２が図４に示す回路構成において第２のコイルとしてのコイル１１１ｃに相当する。
【００４７】
従って、図７に示すように、第１のコイルあるいは第２のコイルが複数のコイルで構成される場合、上記誘導加熱部１１０内の各コイルは、例えば、図４に示すような高周波発生回路１２０に対して以下に説明するように接続される。
上記コイルａ１〜ａ４は、上記高周波発生回路１２０のコイル１１１ａの部分において上記スイッチング回路１２２に対して並列接続される。また、上記コイルｂ１、ｂ２は、上記高周波発生回路１２０のコイル１１１ｂの部分において上記スイッチング回路１２２に対して並列接続される。上記コイルｃ１、ｃ２は、上記高周波発生回路１２０のコイル１１１ｃの部分において上記スイッチング回路１２２に対して並列接続される。
【００４８】
また、上記第１のコイル（コイルａ１〜ａ４）及び第２のコイル（コイルｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）に対する通電制御は、加熱ローラ１０１の中央部の温度を検知する温度センサ１１２と加熱ローラ１０１の一端部の温度を検知する温度センサ１１３とにより検知される温度に基づいて行われる。なお、上記温度センサ１１２は、上記第１のコイルにより加熱される領域の温度を検知するものであり、上記温度センサ１１３は、上記第２のコイルにより加熱される領域の温度を検知するものである。
【００４９】
すなわち、第１の構成例の誘導加熱部１１０における各コイルへの通電制御は、第１のコイルに対応した温度センサ１１２の検知結果と第２のコイルに対応した温度センサ１１２あるいは温度センサ１１３の検知結果とに基づいて行われる。通常は、２つの温度センサ１１２、１１３の温度の低いほうを所定の定着温度に制御するようになっており、その際の通電分布は以下のようになっている。
【００５０】
第１のコイルに対応する温度センサ１１２の検知温度が第２のコイルに対応する温度センサ１１３の検知温度よりも低い場合、第１コイルに対する第２のコイルの出力比（第１のコイルの出力：第２のコイルの出力）が、「約８０：２０〜９０：１０」となるように制御される。
これに対して、第２のコイルに対応する温度センサ１１３の検知温度が第１のコイルに対応する温度センサ１１２の検知温度よりも低い場合、第１コイルに対する第２のコイルの出力比（第１のコイルの出力：第２のコイルの出力）が、「約４０：６０〜３０：７０」となるように制御される。
【００５１】
上記のように高周波発生回路１２０に接続される誘導加熱部１１０において個々のコイルの巻き数が変化しても並列接続される複数のコイルの高周波発生回路１２０側に対するインピーダンスに変化しなければ、高周波発生回路１２０による上記誘導加熱部１１０に対する電力制御は変化がない。しかしながら、誘導加熱部１１０において並列接続されるコイル全体のインピーダンスが同じであっても個々のコイルの巻き数が異なる場合には、個々のコイルに与えられる電力は異なる。
【００５２】
つまり、上記高周波発生回路１２０による電力制御が同じであっても個々のコイルの巻き数が異なると、各コイルにより加熱される加熱ローラ１０１の熱分布（加熱ローラ上の温度分布）に影響がある。個々のコイルに与える電力を同じにするには各コイルの巻き数を同じにする必要がある。
【００５３】
通常、画像形成装置に用いられる定着装置では、例えば、Ａ３からハガキサイズまでの多様な幅を有する用紙に対する定着処理を行う。このため、加熱ローラ１０１上の温度分布を均一にするには、工夫が必要となる。上記誘導加熱部１１０において並列接続されているコイル全体の電力は上記高周波発生回路１２０により制御されるため、巻き数が同じコイルが対応する各領域の加熱ローラ１０１を加熱するための電力は一定となる。
【００５４】
上記よりボビン有効幅が異なる種々のコイルボビンに対して、同じ巻き数の電線からなる巻線間隔（巻線ピッチ）が異なる種々のコイルを巻くことにより、加熱ローラ（被加熱部材）に与える単位面積あたりの電力を変更することが可能となる。従って、同じ巻き数のコイルが巻かれたコイルボビンであってもボビン有効幅を変化させることにより、所望の温度分布を加熱ローラ１０１上に形成することが可能となる。
【００５５】
例えば、図７に示す第１の構成例の誘導加熱部１１０は、所定の巻数の第１のコイル（ａ１〜ａ４）と第１のコイルの片側もしくは両側に配置される第１のコイルと同じ巻数の第２のコイル（ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）とを有している。さらに、図７に示す第１の構成例の誘導加熱部１１０において、第１のコイル（ａ１〜ａ４）は、図８に示すような第１のボビン有効幅ｗ１を有する複数個の第１のコイルボビン３０１に巻かれており、第２のコイル（ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）は、図９に示すような第２のボビン有効幅ｗ２を有する複数個の第２のコイルボビン３０２に巻かれている。
【００５６】
また、第１のコイルが巻かれる各第１のコイルボビン３０１の第１のボビン有効幅ｗ１は、第２のコイルが巻かれる各第２のコイルボビン３０２の第２のボビン有効幅ｗ２よりも広く設定されている。この場合、各第１のコイルボビン３０１のコイル領域に巻かれる第１のコイルとしての電線の巻線ピッチ（巻線間隔）をｐ１とし、第２のコイルボビン３０２のコイル領域に巻かれる第２のコイルとしての電線の巻線ピッチ（巻線間隔）をｐ２とし、各コイルの巻数をｎとすると、ｐ１及びｐ２の関係は、
ｐ１＝（ｗ１−ｗ２）／（ｎ−１）＋ｐ２
となる。
【００５７】
これにより、各コイルボビンのボビン有効幅を調整することにより、簡単な構成で、電源投入直後あるいは各種サイズの用紙の通紙においても加熱ローラ１０１上の温度分布を容易に所望の温度分布にすることができる誘導加熱部を提供できる。
【００５８】
次に、上記誘導加熱部１１０の第２の構成例について説明する。
図１０は、上記誘導加熱部１１０の第２の構成例を示す図である。また、図１１は、図１０の誘導加熱部において第１のコイルが巻かれる第１のコイルボビン３０１の構成を示す図であり、図１２は、図１０の誘導加熱部において第２のコイルが巻かれる第２のコイルボビン３０２の構成を示す図である。
【００５９】
図１０に示す誘導加熱部１１０は、図７に示す第１の構成例の誘導加熱部と同様に、８個のコイル（ａ１〜ａ４、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）から構成されている。また、図１０に示す第２の構成例の誘導加熱部１１０は、上記高周波発生回路１２０に対する接続状態及び上記高周波発生回路１２０による通電制御についても、図７に示す第１の構成例の誘導加熱部と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００６０】
図１０に示す誘導加熱部１１０は、図１１及び図１２に示すように、共通なボビン有効幅ｗを有する複数のコイルボビンに巻きつけられた巻き数の異なる第１のコイルと第２のコイルとを有している。すなわち、図１０に示す第２の構成例の誘導加熱部１１０は、図１１に示すような巻き数Ｎ１の第１のコイル（ａ１〜ａ４）が巻かれたボビン有効幅ｗを有する複数個の第１のコイルボビンと、図１２に示すような巻き数Ｎ１とは異なる巻き数Ｎ２の第２のコイル（ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）が巻かれたボビン有効幅ｗを有する複数個の第２のコイルボビンとを有している。
【００６１】
また、上述のように、上記高周波発生回路１２０による電力制御が同じであっても個々のコイルの巻き数が異なると、各コイルにより加熱される加熱ローラ１０１の熱分布（加熱ローラ上の温度分布）を変えることが可能である。つまり、図１０に示すような第２の構成例の誘導加熱部１１０では、個々のコイルに与える電力を変更して加熱ローラ１０１上の温度分布を所望の温度分布にするものである。
【００６２】
上記より同じボビン有効幅を有する複数のコイルボビンに異なる巻き数の電線を巻きつけることにより、加熱ローラ（被加熱部材）に対する単位面積あたりの電力を変更することが可能となる。従って、同じボビン有効幅を有する複数のコイルボビンを用いて誘導加熱部を設計する場合であっても各コイルボビンに巻きつけるコイルの巻き数を変化させることにより、所望の温度分布を加熱ローラ上に形成することが可能となる。
【００６３】
例えば、図１０に示すように第１のコイル１１１ａ（ａ１〜ａ４）が中央部に配置され、第２のコイル１１１ｂ（ｂ１、ｂ２）、１１１ｃ（ｃ１、ｃ２）が両端部に配置される場合、加熱ローラ１０１上の温度分布を均一にするには、通常、上記第１のコイルの巻数Ｎ１と上記第２のコイルの巻数Ｎ２とを異なる値に設定する必要がある。例えば、図１１及び図１２に示すように、第１のコイルの巻き数をＮ１とし、第２のコイルの巻き数をＮ２とすると、Ｎ１＜Ｎ２となるように設定するものとする。この場合、電源投入直後及び各種サイズの用紙の通紙においても加熱ローラ１０１上の温度分布を容易に所望の温度分布均一にすることができ、安定した定着処理を実現できる誘導加熱部を提供できる。
【００６４】
上記のように、同じボビン有効幅を有する複数のコイルボビンに巻き数の異なるコイルを巻きつけることにより、被加熱部材上の温度分布を所望の温度分布にすることができる。また、全く同一のコイルボビンを複数個使用して、誘導加熱部を形成することができるため、各コイルユニットを共通化でき、組み立ての不具合を防ぎやすくすることができ、誘導加熱部の製造コストも安価にすることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明によれば、簡単な構成で、コイルにより加熱される被加熱部材の温度分布を所望の温度分布にすることができる誘導加熱手段を有する定着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る定着装置を有する画像形成装置の概略構成を示す図。
【図２】この発明の実施の形態に係る定着装置の概略構成を示す図。
【図３】画像形成装置の制御回路を示すブロック図。
【図４】定着装置に対する電気回路の構成を示す図。
【図５】定着装置における各共振回路の出力電力とその各共振回路を励起する周波数との関係を示す図。
【図６】コイルボビンと保持部材との関係を示す図。
【図７】誘導加熱部の第１の構成例を示す図。
【図８】図７の誘導加熱部における第１のコイルが巻きつけられる第１のコイルボビンの構成例を示す図。
【図９】図７の誘導加熱部における第２のコイルが巻きつけられる第２のコイルボビンの構成例を示す図。
【図１０】誘導加熱部の第２の構成例を示す図。
【図１１】図１０の誘導加熱部における第１のコイルが巻きつけられる第１のコイルボビンの構成例を示す図。
【図１２】図１０の誘導加熱部における第２のコイルが巻きつけられる第２のコイルボビンの構成例を示す図。
【符号の説明】
Ｓ…コピー用紙（被画像形成媒体）、Ｔ…トナー（現像剤）、１００…定着装置、１０１…加熱ローラ（被加熱部材）、１０２…加圧ローラ、１１０…誘導加熱部、１１０Ａ…コイルボビン、１１０Ｂ…保持部材、１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、ａ１〜ａ６、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２）…コイル、３０１…第１のコイルボビン、３０２…第２のコイルボビン
【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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