(57)【要約】【課題】この発明は、コイルボビン上のコイルを簡単な構成で固定することができ、精度の高いコイルを提供できる。【解決手段】この発明は、誘導加熱型の定着装置において、コイルボビン上に巻きつけられたコイルを形成する電線が互いに密着するように上記コイルの両端を保持するフランジ部を設けるようにしたものである。【選択図】    図１
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【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、
前記コイルを形成する電線が巻きつけられるコイル保持部と、
このコイル保持部に巻きつけられる電線が互いに密着するように前記電線の巻数と前記電線の径とに基づく位置に設けられたコイルの両端を保持するガイド部と、
を有する誘導加熱手段を具備したことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記ガイド部は、前記コイル保持部の両端部にそれぞれ設けられ、前記ガイド部間の幅が前記電線の巻数と前記電線の径と前記電線の径に対する誤差範囲とに基づいて設定される、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】
前記ガイド部は、前記コイル保持部の両端部にそれぞれ設けられ、前記ガイド部間の幅が前記電線の巻数と前記電線の径と前記電線の径に対する誤差範囲と前記コイル保持部の成形精度に対する誤差範囲とに基づいて設定される、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】
前記ガイド部は、前記コイル保持部の両端部にそれぞれ設けられ、前記ガイド部間の幅が前記電線の径と前記電線の径に対する誤差範囲と加算したものに前記電線の巻数に１を加算したものを乗算した値以上に設定される、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５】
前記ガイド部は、前記コイル保持部の両端部にそれぞれ設けられ、前記ガイド部間の幅が前記電線の径から前記電線の径に対する誤差範囲を減算したものに前記電線の巻数に１を加算したものを乗算した値に、さらに、所定の許容値を加算した値よりも小さくなるように設定される、ことを特徴とする前記請求項１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、加熱ローラ上の熱分布を一様に保つことが難しくなる。例えば、加熱ローラ内のコイルの巻密度が均一でない場合には、加熱ローラ上の熱分布にむらが生じる。このように、近年の誘導加熱を用いた定着装置では、加熱ローラ内に収められている熱源としてのコイルの精度を容易に向上させることができるものが要求されている。
【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、かつ、安価に、精度の高い誘導加熱用のコイル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、前記コイルを形成する電線が巻きつけられるコイル保持部と、このコイル保持部に巻きつけられる電線が互いに密着するように、前記電線の巻数と前記電線の径とに基づく位置に設けられたコイルの両端を保持するガイド部とを有する誘導加熱手段を具備する。
【０００８】
【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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
（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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
次に、上記誘導加熱部１１０の構成について説明する。
図６及び図７は、上記誘導加熱部１１０の構成例を示す図である。
図６に示す例では、上記誘導加熱部１１０は、３つのコイル１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃから構成されている。上記コイル１１１ａは、コイルボビン１１０Ａａに巻かれた電線により構成され、上記コイル１１１ｂは、コイルボビン１１０Ａｂに巻かれた電線により構成され、上記コイル１１１ｃは、コイルボビン１１０Ａｃに巻かれた電線により構成されている。すなわち、図６に示す誘導加熱部１１０は、３つのコイル１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃが巻かれたコイルボビンＡａ、Ａｂ、Ａｃが保持部材１１０Ｂに保持された構成されている。
【００４２】
また、図７に示す例では、上記誘導加熱部１１０は、１２個のコイル（ａ１〜ａ６、ｂ１〜ｂ３、ｃ１〜ｃ３）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に巻かれた電線により構成されている。図７に示す誘導加熱部１１０では、上記コイルａ１〜ａ６が上記コイル１１１ａに相当し、上記コイルｂ１〜ｂ３が上記コイル１１１ｂに相当し、上記コイルｃ１〜ｃ３が上記コイル１１１ｃに相当する。
【００４３】
すなわち、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〜ａ６は、上記高周波回路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〜ｂ３は、上記高周波回路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〜ｃ３は、上記高周波回路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。
【００４４】
図６及び図７に示すように、上記誘導加熱部全体１１０は、複数のコイルボビン１１０Ａａ…に巻かれた複数のコイル１１１ａ、…が保持部材１１０Ｂに保持された構成となっている。すなわち、上記誘導加熱部全体１１０において、コイルが巻かれたコイルボビン（以下、コイルユニットと称する）の個数は、複数にあっても単数であっても良いが、少なくとも制御対象とする個数以上が必要となる。
【００４５】
つまり、上述した定着装置のように、複数のコイルを制御対象とする場合、少なくとも制御対象となるコイル数以上のコイルユニットで誘導加熱部１１０を構成することが可能である。例えば、図７に示すように、制御対象が第１のコイルと第２のコイルとの２つであっても、複数のコイルユニットにより誘導加熱部１１０を構成することが可能である。
【００４６】
図８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８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の内側に収まるような形状となっている。すなわち、各コイルボビン１１０Ａは、１つの保持部材１１０Ｂに保持され、誘導加熱部全体１１０を構成するようになっている。
【００４７】
また、各コイルボビン１１０Ａは、コイルとして巻かれる電線をガイドするフランジ部（ガイド部）１９０ａ、１９０ｂを両端に有している。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、液晶ポリマー材、フェノール材、又は不飽和ポリエステル等の耐熱性に優れ、線膨張係数の低い材料が利用可能である。
【００４８】
図９は、コイル１１１が巻かれたコイルボビン１１０Ａを示す図である。
上記コイルボビン１１０Ａには、フランジ部１９０ａおよび１９０ｂ間の領域にコイルとしての電線が巻かれる。また、上記コイルボビン１１０Ａの両端部には、溝部１９１が設けられている。上記コイルボビン１１０Ａに巻かれるコイルとしての電線における巻きはじめの線と巻おわりの線とは、上記溝部１９１によりコイルボビン内部に誘導される。
【００４９】
図９に示すように、上記コイルボビン１１０Ａに巻かれるコイルとしての電線は、上記フランジ部１９０ａ、１９０ｂにガイドされている。このため、上記コイルボビン１１０Ａにおいてコイルとしての電線を巻くことが可能な領域（以下、コイル領域と称する）は、フランジ部１９０ａとフランジ部１９０ｂとの間の領域となる。
【００５０】
なお、図８及び図９に示す例において、上記フランジ部１９０ａ、１９０ｂは、コイルボビン１１０Ａの両端の一部に設けられているが、上記コイルボビン１１０Ａに巻きつけた所望の巻き数の電線を保持するものであれば、設置位置及び形状はどのようなものであっても良い。
【００５１】
次に、上記コイルボビン１１０Ａの幅について説明する。
上記コイルボビン１１０Ａにコイルとしての電線を巻きつける場合、上記電線は、上記コイル領域に出来るだけ密に巻きつけるようにするのが好ましい。これは、上記コイルボビン１１０Ａに巻かれた電線の密度が加熱ローラ１０１上の熱分布に影響を与えるためである。例えば、上記コイルボビン１１０Ａに巻かれたコイル１１１としての電線の密度にばらつきがあると、上記コイル１１１により加熱される加熱ローラ１０１上の熱分布にむらが発生することがある。
【００５２】
通常、画像形成装置に用いられる定着装置では、用紙へのトナーの定着不良を防止するため、少なくとも用紙が通過する領域についは加熱ローラ１０１上の熱分布を一様に制御する必要がある。
【００５３】
また、上記フランジ部１９０ａと１９０ｂとの間にコイルとしての電線同士を密着させて巻くことによりコイルボビン１１０Ａ上のコイルの位置を固定することが可能である。つまり、上記フランジ部１９０ａと１９０ｂとの間に電線同士を密着させて巻いて上記コイルボビン１１０Ａ上のコイルの位置を固定すれば、上記コイルにより加熱される上記加熱ローラ１０１上における熱分布のむらを防ぐことができる。
【００５４】
図１０は、上記コイルボビン１１０Ａにおけるフランジ部１９０ａおよびフランジ部１９０ｂの幅ｂと、フランジ部１９０ａとフランジ部１９０ｂとの間隔の幅（コイル領域の幅）Ｗとの関係を示す図である。なお、ここでは、上記フランジ部１９０ａ自体の幅とフランジ部１９０ｂ自体の幅とは、同じ幅ｂであるとするが、上記フランジ部１９０ａの幅ｂ１とフランジ部１９０ｂの幅ｂ２とが異なっていても良い。
【００５５】
上述のように、上記フランジ部１９０ａと上記フランジ部１９０ｂとの間が電線を巻くことが可能なコイル領域である。従って、図１０に示すようにフランジ部１９０ａ、１９０ｂがそれぞれコイルボビン１１０Ａの両端部に設置される場合、上記コイルボビン１１０Ａの幅は、上記フランジ部１９０ａ及び１９０ｂの幅ｂと上記フランジ部１９０ａと上記フランジ部１９０ｂとの間（コイル領域）の幅Ｗとにより決まる。
【００５６】
さらに、上記フランジ部１９０ａ、１９０ｂを所定の幅ｂを有する所定の形状で成形する場合、上記コイルボビン１１０Ａの幅は、上記コイル領域の幅Ｗに基づいて決められる。また、上記コイル領域の幅Ｗとして理論上最低限必要となる幅Ｗ０は、電線の径ｄと巻き数ｎにより以下に示す式により決まる。
Ｗ０＝ｄ×（ｎ＋１）。
【００５７】
上記コイル領域の幅Ｗ０は、上記コイルボビン１１０Ａに巻かれる電線の径ｄに誤差が全くないと仮定した場合であって、上記コイル領域の幅として理論上最低限必要となる幅である。従って、理論上（電線径に誤差が全くない場合）は、上記コイル領域の幅を幅（理論上の最小幅）Ｗ０にすることにより、上記コイルボビン１１０Ａには、上記コイル１１１としての電線を完全に密着させて固定することができる。
【００５８】
しかしながら、実際の電線においては、その電線径に誤差が含まれる。また、上記コイルボビンの幅にも、その成形上の誤差などが含まれる。
従って、本実施の形態では、上記コイル領域の幅Ｗとしての要件は、以下の（１）（２）の条件と満たす必要があるものとする。
【００５９】
（１）所定の巻数の電線が上記フランジ部１９０ａ、１９０ｂに乗り上げない幅であること。この条件は、上記コイル領域の幅Ｗとして実際上最低限必要なコイル領域の幅Ｗｍｉｎの条件である。すなわち、この条件は、実際に、所定巻数の電線を上記コイル領域内に確実に巻くための条件である。
【００６０】
（２）所定巻数の電線径からなる幅に対して、上記コイル領域の幅における余裕が電線径の３倍以下となること。この条件は、上記コイル領域の幅Ｗとして実際上最大限許容できるコイル領域の幅Ｗｍａｘの条件である。この条件は、実際に、上記コイル領域に巻かれる所定巻数の電線に対して与えられる最大限の余裕を示す条件である。この条件では、コイル領域の幅の上限としてコイルボビンに巻かれた電線がばらけにくい範囲を示してしている。ここで、電線径の３倍とは、コイルとしての電線におけるスプリングバックによる他の電線への押圧力が得られる範囲を想定したものである。特に、図９に示すようにコイルボビン１１０Ａの端部で電線をコイルボビンの内部を通して配線する場合、上記コイル領域の幅における余裕が電線径の３倍（３×ｄ）を超えると、電線のスプリングバックによる他の電線への押圧力はなくなり、電線がばらけやすくなる。
【００６１】
ここで、電線の公差（誤差）範囲を±Δｄ、コイルボビン幅の公差（誤差）範囲を±ΔＷとすると、
上記の条件を満足させるため、コイル領域の幅Ｗは、
Ｗｍｉｎ＝（ｄ＋Δｄ）×（ｎ＋１）＋ΔＷ
Ｗｍａｘ＝（ｄ−Δｄ）×（ｎ＋１）−ΔＷ＋３ｄ
Ｗｍｉｎ≦Ｗ＜Ｗｍａｘ
の条件を満たす必要がある。
【００６２】
また、コイルボビン１１０Ａの幅は、コイル領域の幅にフランジ部１９０ａ及び１９０ｂの幅を加えたものとなる。従って、上記コイルボビン１１０Ａの幅は、Ｗ＋２ｂ（又は、Ｗ＋（ｂ１＋ｂ２））となる。つまり、上記コイルボビン１１０Ａの幅（Ｗ＋２ｂ）は、
Ｗｍｉｎ＋２ｂ≦Ｗ＋２ｂ＜Ｗｍａｘ＋２ｂｘ
を満たすように成形される。
【００６３】
第１の具体例として、電線の巻数ｎが４８．５回、電線径ｄが０．５５４ｍｍ、電線径の公差範囲Δｄが０．００６ｍｍ、コイルボビンの幅の公差範囲ΔＷが０．１ｍｍとすると、
２７．８２≦Ｗ＜２８．６８８
となる。この場合、コイル領域の幅Ｗは、例えば、２８ｍｍに設定すれば良く、コイルボビン全体の幅は、２８＋２ｂ（又は２８＋ｂ１＋ｂ２）となるように成形すれば良い。
【００６４】
また、第２の具体例として、電線の巻数ｎが４４．５回、電線径ｄが０．５５４ｍｍ、電線径の公差範囲Δｄが０．００６ｍｍ、コイルボビンの幅の公差範囲ΔＷが０．１ｍｍとすると、
２５．５８≦Ｗ＜２６．４９６
となる。この場合、例えば、コイル領域の幅Ｗは、２６ｍｍに設定すれば良く、コイルボビン全体の幅は、２６＋２ｂ（又は２６＋ｂ１＋ｂ２）となるように成形すれば良い。
【００６５】
上記のように、コイルボビン上に巻きつけられたコイルを形成する電線が互いに密着するように上記コイルの両端を保持するフランジ部を設けるようにしたものである。これにより、コイルボビン上に巻かれる電線により構成されるコイルを簡単な構成で均一な密度で固定することができ、精度の高いコイルを提供できる。また、上記コイルボビンと上記フランジ部とによりコイルを確実に保持することができ、電線の巻数を正確に巻くことが可能であり、不良の判断も容易になる。
【００６６】
さらに、複数のコイルボビンを用いて複数のコイルにより誘導加熱部を構成する場合、同一のフランジ部を有するコイルボビンを用いることにより、複数のコイルが巻かれるコイルボビンを共通化することができ、コイルボビンの成形やコイルボビンへの電線の巻き工程などを共通化、簡略化でき、組みたての失敗や巻数の失敗等を未然に防ぐことができるとともに、安価な誘導加熱部を提供できる。
【００６７】
また、上記実施の形態によれば、電線径、電線の巻数、電線径の公差範囲、及びコイルボビンの公差範囲等に基づいて、コイルを保持するフランジ部間の幅を予め設定するようにしたものである。これにより、コイルを形成するための電線の仕様（径及び径の公差範囲）と電線の巻数とに基づいて、成形すべきコイルの仕様を簡単に決定することができる。さらに、コイルを保持するフランジ部間の幅として最低限必要な幅と最大の幅とを所定の式にて算出し、上記フランジ部間の幅に対する許容範囲を設定することができる。
【００６８】
【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、かつ、安価に、精度の高い誘導加熱用のコイル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】誘導加熱部の構成例を示す図。
【図７】誘導加熱部の構成例を示す図。
【図８】コイルボビンと保持部材との関係を示す図。
【図９】コイルが巻かれたコイルボビンを示す図。
【図１０】コイルボビンにおけるフランジ部の幅とコイル領域の幅との関係を示す図。
【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（コイル保持部）、１１０Ｂ…保持部材、１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、ａ１〜ａ３、ｂ１〜ｂ６、ｃ１〜ｃ３）…コイル、１９０ａ、１９０ｂ…フランジ部（ガイド部）
【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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