(57)【要約】【課題】構造に無理なくコイルと発熱体との対向面積を広げる誘導加熱装置を提供する。【解決手段】複数のコイル３,４を、ローラ１の外周面１aに沿って対向面角度θ１、θ２で向かい合わせるように配置し、コイル３,４を複数設けてローラ１に対向することで、ローラ１に対する対向面角度θ１,θ２を大きくし、各コイル３,４とローラ１との対向面積が大きくなり、各コイル３,４が有効にローラ１に作用し、発熱の効率が向上する。また、複数のコイル３,４によりローラ１に対向する構造としたことで、各コイル３,４は組立・分解可能となり、誘導加熱装置の組立・分解時には、各コイル３,４とローラ１との組立・分解が可能となり作業性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加熱手段を、発熱体の外面に沿って所定角度で向かい合わせるように配置したことを特徴とする誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導加熱を行う機器に使われる電磁誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁誘導加熱を行う機器に使われる電磁誘導加熱装置には、例えば図３乃至図４に示すように、発熱体１０１の外面に加熱手段１０２を配置したものがある（特許文献１）。加熱手段１０２は発熱体１０１に対向して配設されたものであり、発熱体１０１は発熱するものである。
【特許文献１】特開２００６−７８８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら図３乃至図４に示すような従来の誘導加熱装置では、対向面積を広げるために、発熱体１０１への加熱手段１０２の角度たる対向面角度θ１０１を広くしようとしても、その角度θ１０１を９０度以上に亘る広さにすると、単独の加熱手段１０２では発熱体１０１の側面からは配置することができず、発熱体１０１の軸方向から配置するしかその単独の加熱手段１０２を配置する方法がなく、作業性に問題点があった。そのため作業性を考慮すると単独の加熱手段１０２では、発熱体１０１への対向面の対向面角度θ１０１は、例えば９０度よりもほとんど広げることができなかった。そこで、無理なく加熱手段と発熱体との対向面積又は対向面角度を広げる構造が望まれていた。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決して、構造に無理なく加熱手段と発熱体との対向面積を広げる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】
請求項１の発明の誘導加熱装置では、複数の加熱手段を、発熱体の外面に沿って所定角度で向かい合わせるように配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明によれば、加熱手段を複数設けて発熱体に対向することで、発熱体に対する対向面角度を大きくし、加熱手段と発熱体との対向面積が大きくなるので、加熱手段が有効に発熱体に作用し、発熱の効率が向上する。また、複数の加熱手段により発熱体に対向する構造としたことで、加熱手段は組立・分解可能となり、誘導加熱装置の組立・分解時には、各加熱手段と発熱体との組立・分解が可能となり作業性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る誘導加熱装置の好ましい実施例を、添付図面に基づいて説明する。図１乃至図２は、本発明の第１実施例を示すもので、１はトナーを被発熱体である紙に定着させるための回動可能な筒状金属発熱体すなわちローラで、このローラ１は中空な円筒状で鉄やステンレスなどの磁性金属で構成される。
【０００８】
２は加圧ローラであり、図示しない加圧手段により押圧されてローラ１と接触している。そして、図示しないモータにより、ローラ１が矢印Ｒの方向に回転する場合、加圧ローラ２は、ローラ１が回転することで、ローラ１が回転する方向と逆の方向に回転するものである。
【０００９】
図１に示すようにローラ１の外部には、ローラ１と同心円状に設けられた磁束発生用の加熱手段が配置されており、この加熱手段はローラ１の外面たる径方向における外周面１aに対面するように配置された第１のコイル３及び第２のコイル４からなる。これら第１及び第２のコイル３,４は直列または並列に接続され、電気的に一つのコイルとして使用可能なものである。また、第１のコイル３及び第２のコイル４は、図示しない接続手段のその接続を解除することにより、組立分解可能に配置されたものである。
【００１０】
また、各コイル３,４によりローラ１の径方向における外周面１aの全周３６０度に亘って覆われた場合を、ロータ１に対する各コイル３,４の対向面角度θ１,θ２が３６０度であると定義した場合に、図１に示すようにローラ１に対する各コイル３,４の各対向面角度θ１,θ２がともに約１２０度となるように、各コイル３,４によりローラ１の軸方向から見てローラ１の径方向における外周面１aを約１２０度ずつ覆われており、つまり、第１及び第２のコイル３,４の各対向面角度θ１,θ２を合計すると、θ１＋θ２＝約２４０度となり、この場合第１及び第２のコイル３,４によりローラ１の外周面１aが覆われた合計面積たる対向面積は、ローラ１の径方向における外周面１aの面積の約１／２以上である、外周面１aの面積の約２／３となる。
【００１１】
このように各コイル３,４は、この各コイル３,４により覆われたローラ１の対向面積が、ローラ１における外周面１aの面積の約１／２以上としたものであり、さらにローラ１の外周面１aと加圧ローラ２の外周面２aとの接触部分たるニップ部５を除いたローラ１の外周面１aたる非接触部分６を覆うように配置されたものである。
【００１２】
また、各コイル３,４は、ローラ１の外周面１aに対して接触部分５を中心として対称的向かい合わせて配置されたものである。
【００１３】
そして、図１に示すようにローラ１を間に配置して向かい合う各コイル３,４の対向する端同士３a,４a及び３b,４bの各距離Ｄ１及びＤ２は、ローラ１の外径Ｄ３より小さく形成されている。
【００１４】
さらに、各コイル３,４は図２に示すようにローラ１の軸方向全体を覆うものでもある。
【００１５】
次に、上記構成についてその作用を説明する。ローラ１全体を加熱する場合において、一つのコイルとして使用可能に接続された各コイル３，４に高周波電流を通電すると、このコイル３，４から磁界が発生する。その際、ローラ１の外周面１aにおける面積の約１／２以上、ここでは同面積の約２／３以上を覆っているコイル３，４から磁束が発生し、各コイル３，４と対向するローラ１の外周面１aを加熱する。さらに図示しないモータによりローラ１を回転させることにより、ローラ１の外周面１aを満遍なく各コイル３,４に対向させてローラ１の外周面１aの全周３６０度を均一に加熱することができる。すなわち、コイル３，４により回転するローラ１の外周面１a全周および軸方向全体に亘って渦電流により発熱し、ローラ１と接触する紙全体にトナーが高温で定着するので、良好な画像品質が得られる。
【００１６】
そして、各コイル３,４によりローラ１の外周面１aにおける面積の１／２以上とした、つまりは外周面１aの半周１８０度以上に亘り覆われているために各コイル３,４とローラ１との対向面積が大きくなるので、各コイル３,４から発生する磁束がローラ１を通過する磁路長が長くなり、各コイル３,４とローラ１との磁気的な結合が強くなる。この場合、各コイル３,４から発生する磁束が有効に発熱体に作用し、発熱の効率が向上する。
【００１７】
図１に示すようにローラ１を間に配置して向かい合う各コイル３,４の対向する端同士３a,４a及び３b,４bの各距離Ｄ１及びＤ２をローラ１の外径Ｄ３より小さく形成することにより、ローラ１に対する対向面角度θを大きくし、各コイル３,４とローラ１との対向面積が大きくなるので、各コイル３,４から発生する磁束がローラ１を通過する磁路長が長くなり、各コイル３,４とローラ１との磁気的な結合が強くなる。この場合、各コイル３,４から発生する磁束が有効に発熱体に作用し、発熱の効率が向上する。
【００１８】
また、本実施例のようにローラ１に対する対向面角度θを大きくするために、２つのコイル３,４を接続して１つのコイルとして使用し、さらにローラ１に対する対向面角度θを大きくするために、図１に示すようにローラ１を間に配置して向かい合う各コイル３,４の対向する端同士３a,４a及び３b,４bの各距離Ｄ１及びＤ２をローラ１の外径Ｄ３より小さく形成することにより、接続され１つのコイルとして使用される２つのコイル３,４の隙間からローラ１をローラ１の径方向から非嵌合可能な構造としているが、各コイル３,４は組立・分解可能なものであるため、誘導加熱装置の組立・分解時には、この各コイル３,４同士の接続を解除することにより、各コイル３,４とローラ１との組立・分解をローラ１の軸方向および径方向のいずれの方向からも作業を行うことが可能となる。この場合、誘導加熱装置の作業性及びメンテナンス性が向上する。
【００１９】
さらに、各コイル３,４によりローラ１の外周面１aにおける面積の１／２以上つまり、外周面１aの半周１８０度以上に亘り覆われている。この場合、各コイル３,４がローラ１の外部に配置されているため、通電時の各コイル３,４の温度上昇を低減させる。この場合、各コイル３,４に比較的低耐熱性、低コスト部材を使用することが可能である。
【００２０】
以上のように、本実施例では、複数のコイル３,４を、ローラ１の外周面１aに沿って対向面角度θ１、θ２で向かい合わせるように配置したことにより、加熱手段たるコイル３,４を複数設けて発熱体たるローラ１を囲うように対向させることで、ローラ１に対する対向面角度θ１,θ２を大きくし、各コイル３,４とローラ１との対向面積が大きくなるので、各コイル３,４が有効にローラ１に作用し、発熱の効率が向上する。また、複数のコイル３,４によりローラ１を囲むように対向する構造としたことで、各コイル３,４は組立・分解可能となり、誘導加熱装置の組立・分解時には、この各コイル３,４同士の接続を解除することにより、各コイル３,４の組立・分解が可能となり作業性が向上する。
【００２１】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、対向面角度θ１、θ２を本実施例では約１２０度としているが、特に対向面角度θ１、θ２の角度はこれに限定されるものではない。そして、本実施例では図１に示すようにローラ１の軸方向から見て、ローラ１の外周面１aつまり周囲を約１２０度毎に２枚のコイル３,４で覆った例を示しているが、ローラ１の外周面１aにおいて被発熱体である紙が通過するニップ部５を除く非接触部分６を外周面１aの半周１８０度以上覆うものであれば、加熱手段であるコイルについての個数、形状、さらに配置位置について限定されるものではなく、そして複数のコイルにおける配置位置がローラに対して対称的であるかどうかについても特に限定されるものではない。また、ローラ１の内部に回転中心の為の芯金や、ニップ部安定化の為にローラ１の表面を弾力により保持する弾力保持用スポンジ等の構造物を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例における誘導加熱装置の断面図である。
【図２】同上、誘導加熱装置の側面図である。
【図３】従来例を示す誘導加熱装置の断面図である。
【図４】同上、誘導加熱装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ローラ（発熱体）
１a  外周面（外面）
３  第１のコイル（加熱手段）
４  第２のコイル（加熱手段）
θ１,θ２  対向面角度（所定角度）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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