JP2005093352A - Induction heating roller device, fixing device, and image forming device - Google Patents

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JP2005093352A JP2003328316A JP2003328316A JP2005093352A JP 2005093352 A JP2005093352 A JP 2005093352A JP 2003328316 A JP2003328316 A JP 2003328316A JP 2003328316 A JP2003328316 A JP 2003328316A JP 2005093352 A JP2005093352 A JP 2005093352A
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Takaaki Tanaka
貴章 田中
Takayuki Ogasawara
崇行 小笠原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an induction heating roller device, in which a plurality of heated regions can be installed selectively in a shaft direction of the heating roller and heating characteristics in the desired heated region of the heating roller are made, and to provide a fixing device and an image-forming device provided with the induction heating roller device. <P>SOLUTION: This induction heating roller device includes the heating roller HR which can be switched to a plurality of heated regions according to the size of the heated material and a plurality of the induction coils IC 1, IC 2 which are installed opposite to each other in the respective heated regions, and the respective induction coils are provided with a plurality of unit induction coils IC<SB>U</SB>1, IC<SB>U</SB>2 which are connected in parallel; and the device is provided with the induction coil device IC in which the numbers of the coil turns of the unit induction coils are different corresponding to the heated regions, a high-frequency power source HFS to supply the high-frequency electric power to the induction coil device IC, and an induction coil selecting means PAM that controls high-frequency power to be supplied to the respective induction coils of the induction coil device and switches the heated regions of the heating roller. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、誘導加熱ローラ装置、これを備えた定着装置および画像形成装置に関する。   The present invention relates to an induction heating roller device, a fixing device including the induction heating roller device, and an image forming apparatus.

トナー画像を熱定着するために、従来からハロゲン電球を熱源として用いた加熱ローラが用いられているが、効率が悪く、大電力を必要とする不具合がある。そこで、誘導加熱方式を導入してこの問題を解決しようと開発が行われている。この種の目的のための誘導加熱方式には渦電流損方式(例えば、特許文献1参照。)とトランス方式(例えば、特許文献2参照。)とが知られている。   Conventionally, a heating roller using a halogen light bulb as a heat source has been used for heat-fixing a toner image, but there is a problem that efficiency is poor and a large amount of power is required. Therefore, development has been carried out to solve this problem by introducing an induction heating method. As an induction heating method for this kind of purpose, an eddy current loss method (for example, see Patent Document 1) and a transformer method (for example, see Patent Document 2) are known.

渦電流損方式は、IHジャーなどにおいて実用化されているのと同様な動作原理である。なお、渦電流損方式において用いられている高周波の周波数は、20〜100kHz程度である。これに対して、トランス方式は、渦電流損方式より磁気的結合が強いために定常効率が高いとともに、加熱ローラ全体を加熱できるので、渦電流損方式に比較して定着装置の構造が簡単になるという利点がある。また、加えて動作周波数を100kHz以上、好適には1MHz以上の高周波にすることによって、誘導コイルのQを大きくして電力伝達効率を高くすることができる。このため、加熱の総合効率が高くなり、省電力を図ることができる。また、渦電流損方式に比較して定着装置の構造が簡単になるという利点もある。さらに、渦電流損方式の加熱ローラより熱容量をかなり小さくすることができる。したがって、トランス方式は、熱定着の高速化に甚だ好適である。   The eddy current loss method has the same operation principle as that in practical use in IH jars. In addition, the frequency of the high frequency used in the eddy current loss method is about 20 to 100 kHz. On the other hand, the transformer system has higher steady-state efficiency due to stronger magnetic coupling than the eddy current loss method, and the entire heating roller can be heated, so the structure of the fixing device is simpler than the eddy current loss method. There is an advantage of becoming. In addition, by increasing the operating frequency to 100 kHz or higher, preferably 1 MHz or higher, it is possible to increase the Q of the induction coil and increase the power transmission efficiency. For this reason, the overall efficiency of heating is increased and power saving can be achieved. In addition, there is an advantage that the structure of the fixing device is simplified as compared with the eddy current loss method. Furthermore, the heat capacity can be made considerably smaller than that of the eddy current loss type heating roller. Therefore, the transformer method is suitable for speeding up heat fixing.

さらに、トランス方式の改良形として、誘導コイルに空芯トランス結合する回転可能に支持される中空構造からなる加熱ローラの2次側抵抗値を2次リアクタンスにほぼ等しい閉回路に形成することにより、誘導コイルから加熱ローラへの電力伝達効率が高くなり、加熱ローラを効率よく加熱できる著しい効果が得られる空芯トランス結合方式が本件出願人により特許出願されている(特許文献3参照。)。この発明により加熱ローラの誘導加熱の省電力を図るとともに、熱定着を高速化することが容易になった。   Furthermore, as an improved version of the transformer system, by forming the secondary side resistance value of the heating roller having a hollow structure rotatably supported by the air core transformer coupled to the induction coil in a closed circuit substantially equal to the secondary reactance, The present applicant has applied for a patent for an air-core transformer coupling method in which the power transmission efficiency from the induction coil to the heating roller is increased and a remarkable effect of efficiently heating the heating roller can be obtained (see Patent Document 3). According to the present invention, it is possible to save power in induction heating of the heating roller and to easily increase the speed of thermal fixing.

さらにまた、トナー画像が形成された被定着用紙のサイズに応じて誘導ローラの所望の加熱領域のみを加熱できるようにするために、誘導加熱ローラの軸方向に沿って複数に分割された複数の誘導コイルを配設し、かつ、特定領域に対応する誘導コイルに対して選択的に高周波電力を投入可能にすること技術が本発明者らにより開発されていて、例えば特願2002−120365号として特許出願されている。   Furthermore, in order to be able to heat only a desired heating area of the induction roller according to the size of the fixing paper on which the toner image is formed, a plurality of pieces divided into a plurality along the axial direction of the induction heating roller A technique for arranging an induction coil and selectively allowing high-frequency power to be applied to an induction coil corresponding to a specific region has been developed by the present inventors, for example, as Japanese Patent Application No. 2002-120365. Patent application has been filed.

上述した複数の誘導コイルを配設して加熱ローラの加熱領域を切り換え可能にする構成においては、加熱ローラの軸方向の温度分布を均一にするために、各誘導コイル内におけるコイルターン間隔と隣接する一対の誘導コイル間の間隔とを等しくなるように構成していた。
特開2000−215974号公報 特開昭59−33787号公報 特開2002−222688号広報
In the configuration in which the heating region of the heating roller can be switched by arranging the plurality of induction coils as described above, in order to make the temperature distribution in the axial direction of the heating roller uniform, adjacent to the coil turn interval in each induction coil. The distance between the pair of induction coils is equal to each other.
JP 2000-215974 A JP 59-33787 JP 2002-222688

加熱ローラに複数の加熱領域を選択可能に設定する場合、所定のコイルターン数、コイル径および軸長を有する単位誘導コイルを用意して、加熱領域の軸長に応じてその単位誘導コイルの所要数を高周波電源に対して誘導コイル選択手段を介して並列接続することにより、いずれの加熱領域に対してもその単位軸長当たりの発熱量を一定にすることができる。   When setting a plurality of heating regions to be selectable on the heating roller, prepare a unit induction coil having a predetermined number of coil turns, coil diameter and axial length, and the required unit induction coil according to the axial length of the heating region By connecting the number in parallel to the high-frequency power source via the induction coil selection means, the heating value per unit axis length can be made constant for any heating region.

ところが、単位軸長当たりの発熱量を一定にしても、加熱ローラの熱移動の態様や被加熱体を加熱するための使用の態様など、種々の事情によって熱消費のパターンが相違するため、加熱ローラの温度は必ずしも一定にならない。例えば、加熱ローラをその両端部で支持する場合、両端部に軸受け機構が配設されるので、加熱ローラの熱は、両端部の軸受け機構に逃げやすくなり、したがって加熱ローラの両端部の温度が低下しやすい。また、加熱ローラに複数の加熱領域を設定する場合、一般に加熱ローラの中央部に位置する加熱領域を使用する割合が最も多くなるように設計する。したがって、このような場合には、加熱ローラの中央部における熱消費が最も多くなるので、この部分における昇温効率に優れているように設計するのが好ましい。   However, even if the calorific value per unit axis length is constant, the heat consumption pattern differs depending on various circumstances such as the heat transfer mode of the heating roller and the mode of use for heating the heated object. The roller temperature is not always constant. For example, when the heating roller is supported at both ends thereof, bearing mechanisms are provided at both ends, so that the heat of the heating roller easily escapes to the bearing mechanisms at both ends, so that the temperature at both ends of the heating roller is reduced. It tends to decline. In addition, when a plurality of heating areas are set on the heating roller, it is generally designed so that the ratio of using the heating area located at the center of the heating roller is the largest. Therefore, in such a case, the heat consumption in the central portion of the heating roller is the largest, so it is preferable to design so that the temperature rising efficiency in this portion is excellent.

一方、誘導加熱ローラ装置を組み込んでトナー画像を形成した記録媒体からなる被加熱体を加熱する定着装置を構成する場合、加熱効率が高くて、しかも定着性能が良好であることが望まれる。   On the other hand, when a fixing device that heats an object to be heated formed of a recording medium on which a toner image is formed by incorporating an induction heating roller device, it is desired that the heating efficiency is high and the fixing performance is good.

本発明は、加熱ローラの軸方向に複数の加熱領域を選択的に設定可能であるとともに、加熱ローラの所望の加熱領域における加熱特性を良好にした誘導加熱ローラ装置、これを備えた定着装置および画像形成装置を提供することを目的とする。   The present invention can selectively set a plurality of heating regions in the axial direction of the heating roller, and has an induction heating roller device that has good heating characteristics in a desired heating region of the heating roller, and a fixing device including the same. An object is to provide an image forming apparatus.

また、本発明は、加熱効率が高くて、しかも定着性能が良好な定着装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することを他の目的とする。   Another object of the present invention is to provide a fixing device having high heating efficiency and good fixing performance, and an image forming apparatus including the same.

請求項1の発明の誘導加熱ローラ装置は、後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱するとともに、被加熱体のサイズに応じて複数の加熱領域に切り換えられる加熱ローラと;加熱ローラの軸方向に分散しているとともに、加熱ローラの各加熱領域にそれぞれ対向して配設された複数の誘導コイルを含み、各誘導コイルは並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、単位誘導コイルのコイルターン数が加熱領域に応じて異なっている誘導コイル装置と;誘導コイル装置に高周波電力を供給する高周波電源と;誘導コイル装置の各誘導コイルに供給する高周波電力を制御して加熱ローラの加熱領域を切り換える誘導コイル選択手段と;を具備していることを特徴としている。     An induction heating roller device according to a first aspect of the present invention is a heating roller that is magnetically coupled to an induction coil device, which will be described later, and generates heat by an induced current, and is switched to a plurality of heating regions in accordance with the size of a heated object; A plurality of induction coils that are distributed in the axial direction and arranged to face each heating region of the heating roller, respectively, each induction coil includes a plurality of unit induction coils connected in parallel, An induction coil device in which the number of coil turns of the unit induction coil differs depending on the heating region; a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the induction coil device; and a high-frequency power that is supplied to each induction coil of the induction coil device And an induction coil selection means for switching the heating area of the heating roller.

本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。   In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.

<加熱ローラについて> 加熱ローラは、後記誘導コイルに磁気結合して誘導電流により発熱するとともに、後述するように複数の加熱領域に切り換えられるように構成されている。そして、加熱ローラは、閉回路を形成した2次コイルを備えていて、この2次コイルが誘導コイルと磁気結合、例えば空芯トランス結合する。後者の場合、閉回路の2次側抵抗値は、2次コイルの2次リアクタンスとほぼ等しい値を有している。なお、2次側抵抗値と2次リアクタンスとが「ほぼ等しい」とは、2次側抵抗値をRaとし、2次リアクタンスをXaとし、かつ、α=Ra/Xaとしたとき、数式1を満足する範囲とする。なお、数式条件を規定する理由については特許文献3に開示されている。また、2次側抵抗値は、測定により求めることが可能である。2次リアクタンスは、計算により求めることが可能である。さらに、αは、好適には0.25〜4倍の範囲、最適には0.5〜2倍の範囲である。   <Regarding Heating Roller> The heating roller is configured to be magnetically coupled to an induction coil described later to generate heat by an induced current, and to be switched to a plurality of heating regions as will be described later. The heating roller includes a secondary coil that forms a closed circuit, and the secondary coil is magnetically coupled to the induction coil, for example, an air-core transformer. In the latter case, the secondary resistance value of the closed circuit has a value substantially equal to the secondary reactance of the secondary coil. The secondary resistance value and the secondary reactance are “substantially equal” means that when the secondary resistance value is Ra, the secondary reactance is Xa, and α = Ra / Xa, Equation 1 The range is satisfactory. The reason for defining the mathematical condition is disclosed in Patent Document 3. Further, the secondary resistance value can be obtained by measurement. The secondary reactance can be obtained by calculation. Furthermore, α is preferably in the range of 0.25 to 4 times, and most preferably in the range of 0.5 to 2 times.

(数式1)
0.1<α<10
また、加熱ローラは、2次コイルを単一または複数配設することができる。複数の2次コイルを配設する場合、それらを加熱ローラの軸方向に分散して配設することが望ましい。2次コイルを支持するために、絶縁性物質からなるローラ基体を用いることができる。そして、ローラ基体の外面、内面またはローラ基体の内部に2次コイルを配設することができる。
(Formula 1)
0.1 <α <10
Moreover, the heating roller can arrange | position single or multiple secondary coils. When providing a plurality of secondary coils, it is desirable to disperse them in the axial direction of the heating roller. In order to support the secondary coil, a roller base made of an insulating material can be used. And a secondary coil can be arrange | positioned in the outer surface of a roller base | substrate, an inner surface, or the inside of a roller base | substrate.

さらに、加熱ローラは、その利用上被加熱体のサイズに応じて軸方向に沿って複数の加熱領域に区分される。すなわち、トナー画像を形成した定着用紙の定着など被加熱体を加熱する目的で加熱ローラを使用する場合、被加熱体の幅サイズに応じて適切な加熱領域を選択できるように構成されている。これらの加熱領域は、見かけ上識別できなくてもよいが、後述する誘導コイルとの協働によって加熱が区分される。トナー画像定着の場合を例として加熱領域を説明する。例えば、トナー画像が形成されたA4サイズの定着用紙からなる被定着体を定着する場合、被定着体を縦置きにして定着させるのと、横置きにするのとでは、必要な加熱領域の長さが異なる。また、例えばA4サイズの被定着体を定着する場合と、B4サイズの被定着体を定着する場合とでも必要な加熱領域幅が異なる。一方、定着に必要な加熱領域以外の領域まで一様に発熱させるのでは電力の無駄であるとともに、前述したように加熱ローラの軸方向の温度分布が不均一になるので、回避しなければならない。他方、必要な加熱領域内においては、なるべく均一な発熱が必要になる。また、2つの異なる加熱領域であっても、いずれの領域に対しても共通に寄与する共通加熱部位と、それぞれの加熱領域に対してのみ寄与する単独加熱部位とがあり得る。さらに、共通加熱部位と単独加熱部位との配置の態様は、共通加熱部位を左右いずれか一方に片寄せして、単独加熱部位をいずれか他方に寄せて配置する態様と、共通加熱部位を中央に配置して、その左右に単独加熱部位を配置する態様とがあるが、本発明においては、以上のいずれか一または全部に対応可能になっていることを許容する。   Furthermore, the heating roller is divided into a plurality of heating regions along the axial direction in accordance with the size of the object to be heated. That is, when a heating roller is used for the purpose of heating a heated body such as fixing of a fixing sheet on which a toner image is formed, an appropriate heating area can be selected according to the width size of the heated body. These heating regions may not be apparently discernible, but the heating is divided by cooperation with an induction coil described later. The heating region will be described by taking the case of toner image fixing as an example. For example, when fixing a fixing body made of A4 size fixing paper on which a toner image is formed, the length of the heating region required is fixed depending on whether the fixing body is fixed vertically or horizontally. Is different. Further, for example, the required heating area width is different between the case where an A4 size fixing body is fixed and the case where a B4 size fixing body is fixed. On the other hand, it is wasteful to generate heat uniformly in areas other than the heating area necessary for fixing, and, as described above, the temperature distribution in the axial direction of the heating roller becomes non-uniform and must be avoided. . On the other hand, heat generation that is as uniform as possible is necessary in the necessary heating region. Further, even in two different heating regions, there can be a common heating region that contributes in common to any region and a single heating region that contributes only to each heating region. Furthermore, the mode of arrangement of the common heating site and the single heating site is a mode in which the common heating site is shifted to either the left or right side and the single heating site is moved to the other side, and the common heating site is centered. However, in the present invention, it is allowed to accommodate any one or all of the above.

さらにまた、2次コイルを導体層、導電線および導電板などの導体により形成することができる。導体層は、所望の2次側抵抗値を得るために、以下の材料および製造方法を採用することができる。厚膜形成法(塗布+焼成)により形成する場合には、Ag、Ag+Pd、Au、Pt、RuOおよびCからなるグループから選択した材料を用いるのがよい。塗布方法としては、スクリーン印刷法、ロールコーター法およびスプレー法などを用いることができる。これに対して、めっき、蒸着またはスパッタリング法により形成する場合には、Au、Ag、NiおよびCu+(Au、Ag)のグループから選択した材料を用いるのがよい。導電線および導電板は、Cu、Alなどを用いることができる。なお、Cu、Alの場合は、酸化を防止するために、防錆被膜を表面に形成するのが好ましい。また、ローラ基体をFeやSUS(ステンレス鋼)で構成する場合、ローラ基体の表面層が高周波の表皮効果によって2次コイルとして作用する。したがって、上記のような格別の2次コイルを配設しなくてもよい。しかし、この場合であっても、要すればローラ基体とは別に2次コイルを配設することができる。なお、FeやSUSからなるローラ基体においても、表面に亜鉛被膜などの防錆皮膜を形成することができる。 Furthermore, the secondary coil can be formed of a conductor such as a conductor layer, a conductive wire, or a conductive plate. In order to obtain a desired secondary resistance value, the conductor layer can employ the following materials and manufacturing methods. In the case of forming by a thick film formation method (coating + firing), it is preferable to use a material selected from the group consisting of Ag, Ag + Pd, Au, Pt, RuO 2 and C. As a coating method, a screen printing method, a roll coater method, a spray method, or the like can be used. On the other hand, in the case of forming by plating, vapor deposition or sputtering, it is preferable to use a material selected from the group of Au, Ag, Ni and Cu + (Au, Ag). For the conductive wire and the conductive plate, Cu, Al, or the like can be used. In the case of Cu and Al, in order to prevent oxidation, it is preferable to form a rust preventive film on the surface. When the roller base is made of Fe or SUS (stainless steel), the surface layer of the roller base acts as a secondary coil due to the high-frequency skin effect. Therefore, the special secondary coil as described above may not be provided. However, even in this case, if necessary, a secondary coil can be provided separately from the roller base. Note that a rust preventive film such as a zinc film can be formed on the surface of a roller base made of Fe or SUS.

次に、より一層実際的な加熱ローラを得るために、必要に応じて以下の構成を付加することが許容される。   Next, in order to obtain a more practical heating roller, it is allowed to add the following configuration as necessary.

1.(ローラ基体について) 2次コイルを支持するために、絶縁性物質からなるローラ基体を用いることができる。この場合、2次コイルは、ローラ基体の外面、内面または内部に配設することができる。絶縁性のローラ基体は、セラミックスまたはガラスを用いて形成することができる。そして、ローラ基体の耐熱性、強い衝撃性および機械的強度などを考慮して、例えば以下の材料を用いることができる。セラミックスとしては、例えばアルミナ、ムライト、窒化アルミニウムおよび窒化ケイ素などである。ガラスとしては、例えば結晶化ガラス、石英ガラスおよびパイレックス(登録商標)などである。   1. (Regarding the Roller Base) In order to support the secondary coil, a roller base made of an insulating material can be used. In this case, the secondary coil can be disposed on the outer surface, the inner surface, or the inside of the roller base. The insulating roller base can be formed using ceramics or glass. In consideration of the heat resistance, strong impact and mechanical strength of the roller base, for example, the following materials can be used. Examples of the ceramic include alumina, mullite, aluminum nitride, and silicon nitride. Examples of the glass include crystallized glass, quartz glass, and Pyrex (registered trademark).

2.(熱拡散層について) 熱拡散層は、加熱ローラの軸方向における温度の均整度を向上するための手段として、必要に応じて導体層の上側に配設することができる。このために、熱拡散層は、加熱ローラの軸方向への熱伝導が良好な物質を用いるのがよい。熱伝導率の高い物質は、Cu、Al、Au、AgおよびPtなど導電率の高い金属に多く見られる。しかし、熱拡散層は、導体層の材料に対して同等以上の熱伝導率を有していればよい。したがって、熱拡散層は、導体層と同一材料であってもよい。   2. (Regarding Thermal Diffusion Layer) The thermal diffusion layer can be disposed on the upper side of the conductor layer as necessary as a means for improving the temperature uniformity in the axial direction of the heating roller. For this reason, it is preferable to use a material having good heat conduction in the axial direction of the heating roller for the heat diffusion layer. Substances with high thermal conductivity are often found in metals with high conductivity such as Cu, Al, Au, Ag and Pt. However, the thermal diffusion layer only needs to have a thermal conductivity equal to or higher than that of the material of the conductor layer. Therefore, the heat diffusion layer may be the same material as the conductor layer.

また、熱拡散層が導電性物質からなる場合、導体層と導電的に接触していてもよいが、絶縁膜を介して配設することにより、放射ノイズの輻射を遮断する作用をも奏する。なお、高周波磁界は、熱拡散層まで作用しないので、熱拡散層には発熱に寄与するほどの2次電流は誘起されない。   Further, when the heat diffusion layer is made of a conductive material, it may be in conductive contact with the conductor layer, but it also has an effect of blocking radiation noise radiation by being disposed through an insulating film. Since the high frequency magnetic field does not act up to the heat diffusion layer, a secondary current that contributes to heat generation is not induced in the heat diffusion layer.

3.(保護層について) 保護層は、加熱ローラの機械的保護および電気絶縁、あるいは弾性接触性またはトナー離れ性向上のために、必要に応じて配設することができる。前者のための保護層の構成材料としては、ガラスを、また後者のための保護層の構成材料としては合成樹脂を、それぞれ用いることができる。ガラスとしては、ホウケイ酸亜鉛系ガラス、ホウケイ酸鉛系ガラス、ホウケイ酸系ガラスおよびアルミノシリケート系ガラスからなるグループの中から選択して用いることができる。また、後者としては、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂+フッ素樹脂およびポリアミド+フッ素樹脂からなるグループの中から選択して用いることができる。なお、ポリイミド樹脂+フッ素樹脂およびポリアミド+フッ素樹脂の場合、フッ素樹脂が外側に配設される。   3. (Regarding Protective Layer) The protective layer can be disposed as necessary for mechanical protection and electrical insulation of the heating roller, or for improving elastic contact property or toner separation property. As the constituent material of the protective layer for the former, glass can be used, and as the constituent material of the protective layer for the latter, synthetic resin can be used. The glass can be selected from the group consisting of zinc borosilicate glass, lead borosilicate glass, borosilicate glass, and aluminosilicate glass. The latter can be selected from the group consisting of silicone resin, fluororesin, polyimide resin + fluororesin and polyamide + fluororesin. In the case of polyimide resin + fluororesin and polyamide + fluororesin, the fluororesin is disposed on the outside.

4.(加熱ローラの形状について) 所望により加熱ローラにクラウンを形成することができる。クラウンとしては、鼓形および樽形のいずれであってもよい。   4). (Regarding the shape of the heating roller) If desired, a crown can be formed on the heating roller. The crown may be either a drum shape or a barrel shape.

5.(加熱ローラの回転機構について) 加熱ローラを回転するための機構は、既知の構成を適宜選択して採用することができる。なお、トナー画像を熱定着する場合には、加熱ローラと正対して加圧ローラを配設して、両ローラの間をトナー画像が形成された記録媒体が通過する際に加熱されてトナーが記録媒体に融着するように構成することができる。   5). (Regarding Rotation Mechanism of Heating Roller) As a mechanism for rotating the heating roller, a known configuration can be appropriately selected and employed. When the toner image is heat-fixed, a pressure roller is disposed in front of the heating roller, and the toner is heated when the recording medium on which the toner image is formed passes between the two rollers. It can be configured to be fused to a recording medium.

<誘導コイル装置について> 本発明において、「誘導コイル」は、その発生磁束を加熱ローラに鎖交させて加熱ローラに2次電流を誘起させ、かつ、抵抗発熱を発生させることで加熱ローラを所要に加熱するための手段であり、その複数が加熱ローラの軸方向に分散して配設されている。そして、上記複数の誘導コイルをまとめて誘導コイル装置という。   <Induction Coil Device> In the present invention, the “induction coil” requires a heating roller by interlinking the generated magnetic flux with the heating roller to induce a secondary current in the heating roller and generating resistance heat. And a plurality of them are distributed in the axial direction of the heating roller. The plurality of induction coils are collectively referred to as an induction coil device.

また、複数の誘導コイルは、加熱ローラの軸方向に分散しているとともに、加熱ローラの各加熱領域にそれぞれ対向して配設されている。そして、各誘導コイルは、並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、単位誘導コイルのコイルターン数が加熱領域に応じて異なっている。   In addition, the plurality of induction coils are dispersed in the axial direction of the heating roller, and are arranged to face each heating region of the heating roller. Each induction coil includes a plurality of unit induction coils connected in parallel, and the number of coil turns of the unit induction coil differs depending on the heating region.

誘導コイル装置は、後述する高周波電源から直接または整合回路およびまたは高周波伝送路を経由して付勢すなわち励磁されるとともに、加熱ローラに磁気結合、例えば空芯トランス結合するが、回転する加熱コイルに対して静止していてもよいし、加熱ローラと一緒に、または別に回転してもよい。なお、回転する場合には、周波数可変高周波電源と誘導コイルとの間に回転集電機構を介在すればよい。なお、「空芯トランス結合」とは、完全な空芯のトランス結合だけでなく、実質的に空芯とみなせるトランス結合の場合を含む意味である。しかし、要すれば、渦電流損加熱方式の電磁結合であってもよい。   The induction coil device is energized or excited directly from a high-frequency power source, which will be described later, or via a matching circuit and / or a high-frequency transmission line, and is magnetically coupled to a heating roller, for example, an air-core transformer, but is connected to a rotating heating coil. It may be stationary with respect to it, or may be rotated together with or separately from the heating roller. In the case of rotation, a rotating current collecting mechanism may be interposed between the frequency variable high frequency power source and the induction coil. The “air-core transformer coupling” means not only a complete air-core transformer coupling but also a transformer coupling that can be substantially regarded as an air-core. However, if necessary, eddy current loss heating type electromagnetic coupling may be used.

また、誘導コイル装置は、その誘導コイルを支持するために後述するコイルボビンを備えていることができる。コイルボビンには、整列巻の状態で誘導コイルを支持するための巻溝を形成することができる。コイルボビンを中空にして内部に誘導コイルに接続する高周波伝送路を通線するように構成することができる。しかし、コイルボビンに代えて合成樹脂やガラス質材により誘導コイルを直接成形ないし接着することによって、複数の誘導コイルを所定形状に維持するように構成することもできる。   In addition, the induction coil device can be provided with a coil bobbin described later in order to support the induction coil. The coil bobbin can be formed with a winding groove for supporting the induction coil in an aligned winding state. The coil bobbin can be made hollow so as to pass through a high-frequency transmission line connected to the induction coil. However, a plurality of induction coils can be maintained in a predetermined shape by directly forming or bonding the induction coils with synthetic resin or glassy material instead of the coil bobbin.

さらに、誘導コイル装置の複数の誘導コイルは、共通の高周波電源に対して並列接続することができる。しかし、要すれば、複数の誘導コイルを直列接続するようにしてもよい。また、誘導コイルは、個々にまたはグループ分けされて個別の高周波電源に接続してもよい。いずれの態様であっても、誘導コイルに対して高周波電源から高周波電力を給電するための給電リード線は、誘導コイルの内面または外面に接近した位置に配置するのがよい。給電リード線を誘導コイルの内部に通線する場合、給電リード線が誘導コイルの中心軸に近いと、給電リード線と鎖交する磁束が多くなるために、内部に渦流損が生じて電力伝達効率が低下するので、好ましくない。これに対して、上記のように構成することにより、給電リード線と鎖交する磁束が少なくなるので、電力伝達効率の低下が相対的に抑制される。   Further, the plurality of induction coils of the induction coil device can be connected in parallel to a common high-frequency power source. However, if necessary, a plurality of induction coils may be connected in series. Further, the induction coils may be individually or grouped and connected to individual high frequency power sources. In any embodiment, the power supply lead wire for supplying high frequency power from the high frequency power source to the induction coil is preferably arranged at a position close to the inner surface or the outer surface of the induction coil. When passing the power supply lead wire inside the induction coil, if the power supply lead wire is close to the central axis of the induction coil, the amount of magnetic flux interlinking with the power supply lead wire increases. Since efficiency falls, it is not preferable. On the other hand, by configuring as described above, the magnetic flux interlinking with the power supply lead wire is reduced, so that a reduction in power transmission efficiency is relatively suppressed.

さらにまた、複数の誘導コイルは、それぞれ並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、単位誘導コイルのコイルターン数が加熱領域に応じて異なっている。この構成によれば、加熱ローラの各加熱領域に対して投入する高周波電力を所望に制御しやすくなる。なお、本発明において「単位誘導コイル」とは、加熱ローラの所定の軸長、ターン数およびコイル径を備えていて、所定の高周波電圧を印加したときに所定の高周波電力が一単位として投入されるように構成されている。したがって、一単位誘導コイルに投入される高周波電力に単位誘導コイルの数を乗じた値の高周波電力を対向する加熱領域に投入することができる。   Furthermore, each of the plurality of induction coils includes a plurality of unit induction coils connected in parallel, and the number of coil turns of the unit induction coil differs depending on the heating region. According to this configuration, the high-frequency power supplied to each heating region of the heating roller can be easily controlled as desired. In the present invention, a “unit induction coil” has a predetermined axial length, number of turns, and coil diameter of a heating roller, and when a predetermined high frequency voltage is applied, a predetermined high frequency power is input as a unit. It is comprised so that. Therefore, high-frequency power having a value obtained by multiplying high-frequency power input to one unit induction coil by the number of unit induction coils can be input to the opposed heating regions.

上記のように単位誘導コイルが配設される加熱ローラの加熱領域に応じて、単位誘導コイルのコイルターン数が異なるのは、加熱領域の昇温特性を所要の方向へ補うためである。例えば、両端部で回転可能に支持される構成の加熱ローラにおいて、その両端部の加熱領域に配設される誘導コイルの場合、加熱ローラの両端部が軸受に熱が奪われる関係で、当該加熱領域の温度低下がその他の加熱領域におけるより激しくなる。このため、両端部の加熱領域に対する加熱効率を高くする必要がある。本発明によれば、このような場合に対処するためには、両端部の加熱領域に配設される誘導コイルの単位誘導コイルのコイルターン数をその他の加熱領域における単位誘導コイルのコイルターン数より多くすることにより適切に対応させることができる。これにより、加熱ローラの両端部の加熱領域に投入される高周波電力を増加させて加熱効率を高くすることができる。   The reason why the number of coil turns of the unit induction coil differs depending on the heating region of the heating roller in which the unit induction coil is disposed as described above is to supplement the temperature rise characteristics of the heating region in a required direction. For example, in a heating roller configured to be rotatably supported at both ends, in the case of an induction coil disposed in a heating region at both ends, the heating roller is heated because both ends of the heating roller are deprived of heat by a bearing. The temperature drop in the zone is more severe than in the other heating zones. For this reason, it is necessary to raise the heating efficiency with respect to the heating area | region of both ends. According to the present invention, in order to cope with such a case, the number of coil turns of the unit induction coil of the induction coil disposed in the heating region at both ends is set to the number of coil turns of the unit induction coil in the other heating region. It can be made to respond appropriately by making more. Thereby, the high frequency electric power supplied into the heating area | region of the both ends of a heating roller can be increased, and heating efficiency can be made high.

また、被加熱体を加熱するのに加熱ローラの中央部を常時使用するような構成になっている場合、被加熱体の加熱に伴って中央部の加熱領域の温度低下が激しくなる。このため、中央部の加熱領域に対する高周波電力の投入量を多くして加熱効率を高くする必要がある。本発明によれば、このような場合に対処するためには、中央部に配設される誘導コイルのコイルターン数をその他の加熱領域における単位誘導コイルのコイルターン数より多く設定することにより適切に対応させることができる。これにより、加熱ローラの中間部の加熱領域に投入される高周波電力を増加させて加熱効率を高くすることができる。   Moreover, when it is the structure which always uses the center part of a heating roller to heat a to-be-heated body, the temperature fall of the heating area | region of a center part will become intense with the to-be-heated body heating. For this reason, it is necessary to increase the heating efficiency by increasing the amount of high-frequency power supplied to the central heating region. According to the present invention, in order to cope with such a case, it is appropriate to set the number of coil turns of the induction coil disposed in the central part to be larger than the number of coil turns of the unit induction coil in other heating regions. It can be made to correspond. Thereby, the high frequency electric power input into the heating area | region of the intermediate part of a heating roller can be increased, and heating efficiency can be made high.

特定の加熱領域に配設する単位誘導コイルのコイルターン数をその他の加熱領域のそれより多くする程度は、それぞれの加熱領域における必要性に応じて決定すればよい。しかし、一般的には5〜25%程度の範囲内において決定することができる。また、好ましくは10〜20%の範囲内で選定することができる。なお、単位誘導コイルのコイル径は、変更する必要がない。しかし、コイルターン間の間隔を一定にする場合、コイル軸長は、コイルターン数に比例して変化する。   The degree to which the number of coil turns of the unit induction coil arranged in a specific heating area is larger than that of other heating areas may be determined according to the necessity in each heating area. However, generally, it can be determined within a range of about 5 to 25%. Moreover, it can select within the range of preferably 10 to 20%. It is not necessary to change the coil diameter of the unit induction coil. However, when the interval between coil turns is made constant, the coil shaft length changes in proportion to the number of coil turns.

一方、誘導コイルに供給される高周波電力は、高周波電源を共通にしている場合、誘導コイルに対する高周波電圧の印加時間に概ね比例的になる。したがって、例えば所望によってPWM制御などにより複数の加熱領域に対向する複数の誘導コイルに対する高周波電圧の印加時間を制御すれば、高周波電力の値を個別に制御することが可能になる。   On the other hand, the high-frequency power supplied to the induction coil is approximately proportional to the application time of the high-frequency voltage to the induction coil when the high-frequency power source is shared. Therefore, the value of the high frequency power can be individually controlled by controlling the application time of the high frequency voltage to the plurality of induction coils facing the plurality of heating regions by PWM control or the like as desired.

<高周波電源について> 高周波電源は、加熱ローラの複数の加熱領域を所要に加熱するために、複数の加熱領域に対向するそれぞれの誘導コイルを付勢するために、高周波電力を発生して、所定の誘導コイルにこれを供給する。また、高周波電源は、その出力周波数(またはその範囲)が基本的に限定されるものではないが、トランス方式の場合は1MHz以上の高周波を出力するように構成されていると効果的である。なぜなら、1MHz以上の高周波にすることにより、導誘コイルのQを大きくして電力伝達効率をより一層高くすることが可能になるからである。電力伝達効率が高くなると、加熱の総合効率が高くなり、省電力を図ることができる。しかし、実際には15MHz以下の周波数にすることにより、放射ノイズの問題をなるべく回避しやすくすることができる。なお、適合する能動素子(たとえば、後述するようにMOSFETを用いることができる。)の経済性および高周波ノイズ抑制の容易性などの観点からは、好適には1〜4MHzである。さらに、本発明は、渦電流結合方式(渦電流加熱方式)であってもよいが、その場合には、20〜100kHzの範囲の周波数が好適である。   <About the high frequency power source> The high frequency power source generates a high frequency power to energize each induction coil facing the plurality of heating regions in order to heat the plurality of heating regions of the heating roller as required. This is supplied to the induction coil. Further, the output frequency (or range thereof) of the high frequency power supply is not basically limited, but in the case of a transformer system, it is effective to be configured to output a high frequency of 1 MHz or more. This is because by increasing the frequency to 1 MHz or higher, it is possible to increase the Q of the induction coil and further increase the power transmission efficiency. When the power transmission efficiency is increased, the overall efficiency of heating is increased and power saving can be achieved. However, in practice, by setting the frequency to 15 MHz or less, the problem of radiation noise can be avoided as easily as possible. Note that the frequency is preferably 1 to 4 MHz from the viewpoint of the economical efficiency of a suitable active element (for example, a MOSFET can be used as described later) and the ease of suppressing high-frequency noise. Furthermore, the present invention may be an eddy current coupling method (eddy current heating method), in which case a frequency in the range of 20 to 100 kHz is suitable.

また、高周波を発生させるには、直流または低周波交流を直接または間接的に半導体スイッチ素子などの能動素子を用いて高周波に変換するのが実際的である。低周波交流から高周波電力を得るには、整流手段を用いていったん低周波交流を直流に変換するのがよい。直流は、平滑回路を用いて形成した平滑化直流でもよいし、非平滑直流であってもよい。直流を高周波に変換するには、増幅器およびインバータなどの回路要素を用いることができる。増幅器としては、例えば電力変換効率の高いE級増幅器などを用いることができる。また、ハーフブリッジ形インバータなどを用いることもできる。さらに、能動素子としては、高周波特性に優れているMOSFETが好適である。複数の高周波電源回路を並列的に接続して、各高周波電源回路の高周波出力を合成してから誘導コイルに印加するように構成することができる。これにより、所望の電力でありながら各高周波電源回路の出力を小さくてよいから、能動素子にMOSFETを用いて、廉価に効率よく高周波を発生することができる。   In order to generate a high frequency, it is practical to directly or indirectly convert direct current or low frequency alternating current to high frequency using an active element such as a semiconductor switch element. In order to obtain high-frequency power from low-frequency alternating current, it is preferable to convert the low-frequency alternating current into direct current using a rectifier. The direct current may be a smoothed direct current formed using a smoothing circuit or a non-smooth direct current. In order to convert direct current into high frequency, circuit elements such as an amplifier and an inverter can be used. As the amplifier, for example, a class E amplifier with high power conversion efficiency can be used. A half-bridge inverter or the like can also be used. Further, as the active element, a MOSFET having excellent high frequency characteristics is suitable. A plurality of high-frequency power supply circuits can be connected in parallel so that the high-frequency outputs of the respective high-frequency power supply circuits are combined and then applied to the induction coil. As a result, since the output of each high-frequency power supply circuit can be reduced while maintaining the desired power, a high-frequency can be efficiently generated at low cost by using a MOSFET as an active element.

さらに、高周波電源は、複数の誘導コイルに対して共通に配設することができる。しかし、要すれば、高周波電源を複数の誘導コイルに対してそれぞれ個別に、またはグループ化して複数の高周波電源を配設することも許容される。   Furthermore, the high frequency power supply can be arranged in common for the plurality of induction coils. However, if necessary, it is allowed to arrange a plurality of high-frequency power sources individually or in groups with respect to the plurality of induction coils.

さらにまた、高周波電源の出力周波数は、一定であってもよいし、可変であってもよい。後述する誘導コイル選択手段がフィルタ手段または共振回路からなる場合、高周波電源の出力周波数を可変にする必要がある。高周波電源の出力周波数を可変にするには、例えば励振回路の発振周波数を可変にするなど既知の周波数可変手段を用いることができる。なお、要すれば、例えば起動時の投入電力を通常運転時のそれより大きくして、急速加熱を行うように構成することができる。   Furthermore, the output frequency of the high frequency power supply may be constant or variable. When the induction coil selection means to be described later comprises a filter means or a resonance circuit, it is necessary to make the output frequency of the high frequency power supply variable. In order to make the output frequency of the high-frequency power source variable, for example, known frequency variable means such as making the oscillation frequency of the excitation circuit variable can be used. In addition, if necessary, for example, it is possible to perform rapid heating by making the input power at the time of startup larger than that at the time of normal operation.

<誘導コイル選択手段について> 誘導コイル選択手段は、高周波電源の高周波出力を所望の誘導コイルに対して選択的に供給するように制御する手段であり、加熱ローラの加熱領域を切り換えるときに効果的である。誘導コイル選択手段は、例えばフィルタ手段、共振回路またはスイッチ手段などによって構成することができる。複数の誘導コイルのうち常時高周波電力を供給しておきたい誘導コイルが一つまたは複数あれば、当該誘導コイルと高周波電源との間には、誘導コイル選択手段を介在させなくてもよい。しかし、残余の誘導コイルは介在する誘導コイル選択手段により高周波電力の供給が制御されるように構成されているものとする。   <Induction Coil Selection Unit> The induction coil selection unit is a unit that controls the high frequency output of the high frequency power source to be selectively supplied to a desired induction coil, and is effective when switching the heating region of the heating roller. It is. The induction coil selection means can be constituted by, for example, a filter means, a resonance circuit, or a switch means. If there is one or a plurality of induction coils for which high frequency power is to be constantly supplied among the plurality of induction coils, the induction coil selection means may not be interposed between the induction coil and the high frequency power source. However, the remaining induction coils are configured such that the supply of high-frequency power is controlled by the intervening induction coil selection means.

また、誘導コイル選択手段を用いることにより、誘導コイルに対する高周波電圧の印加時間を変化させることができる。これにより、第1および第2の誘導コイルの単位長さ当たりに供給される高周波電力を同一にしたり、同じく単位長さ当たりの投入電力を変化させたりすることが可能になる。高周波電圧の印加時間を制御するには、例えば周波数の変化に加えてPWM制御を行うことができる。これにより、見かけ上同一印加時間であっても、高周波電力が実際に投入される実印加時間を相違させることができる。また、PWM制御は、高周波の各半サイクルごとに行うようにしてもよいし、相対的に低周波たとえば1〜100Hz程度で行ってもよい。   Moreover, the application time of the high frequency voltage with respect to an induction coil can be changed by using an induction coil selection means. This makes it possible to make the high frequency power supplied per unit length of the first and second induction coils the same, or to change the input power per unit length. In order to control the application time of the high-frequency voltage, for example, PWM control can be performed in addition to the change in frequency. Thereby, even if it is seemingly the same application time, the actual application time when the high frequency power is actually input can be made different. Further, the PWM control may be performed for each half cycle of the high frequency, or may be performed at a relatively low frequency, for example, about 1 to 100 Hz.

以下、誘導コイル選択手段の各構成例について説明する。   Hereinafter, each configuration example of the induction coil selection unit will be described.

(1)(フィルタ手段による構成) フィルタ手段は、周波数可変形の高周波電源と誘導コイルとの間に介在させる。そして、フィルタ手段に印加される高周波の周波数を変化させることによって、複数の誘導コイルのうち、主として所望の一つまたは複数の誘導コイルに対して高周波電力を選択的に供給することができる。   (1) (Configuration by Filter Unit) The filter unit is interposed between the variable frequency type high frequency power source and the induction coil. And by changing the frequency of the high frequency applied to the filter means, it is possible to selectively supply high frequency power mainly to a desired one or a plurality of induction coils among the plurality of induction coils.

(2)(共振回路による構成) 共振回路は、誘導コイルを共振回路要素として構成されている。誘導コイルは、主としてインダクタンスを含んでいるので、一般的にはコンデンサを追加することにより共振回路を構成することができる。共振回路は、周波数可変形の高周波電源に対して直列共振回路および並列共振回路のいずれであってもよい。前者は、周波数可変形の高周波電源に対して誘導コイルおよびコンデンサの直列接続回路を接続する。後者は、周波数可変形の高周波電源に対して誘導コイルおよびコンデンサの並列回路を接続する。しかし、要すれば、誘導コイルの他にインダクタンスを付加することができる。そして、第1および第2の誘導コイルを共振回路構成部品として含む複数の共振回路を構成する場合は、それらの共振周波数を少なくとも2種類以上に相違させる。   (2) (Configuration with Resonant Circuit) The resonant circuit is configured with an induction coil as a resonant circuit element. Since the induction coil mainly includes an inductance, a resonance circuit can generally be configured by adding a capacitor. The resonance circuit may be either a series resonance circuit or a parallel resonance circuit with respect to the variable frequency type high frequency power supply. In the former, a series connection circuit of an induction coil and a capacitor is connected to a variable frequency type high frequency power supply. The latter connects a parallel circuit of an induction coil and a capacitor to a variable frequency type high frequency power supply. However, if necessary, inductance can be added in addition to the induction coil. When a plurality of resonance circuits including the first and second induction coils as resonance circuit components are configured, their resonance frequencies are differentiated into at least two types.

さらに、要すれば複数の共振回路の間において、選択度であるQの大きさを共振周波数とともに、少なくとも2つの異なった値を有するように構成することができる。   Furthermore, if necessary, the magnitude of Q as selectivity can be configured to have at least two different values together with the resonance frequency between a plurality of resonance circuits.

(3)(スイッチ手段による構成) スイッチ手段は、有接点形および無接点形のいずれであってもよい。誘導コイルに対するスイッチ手段の接続は、直列的に行うのが一般的であるが、要すれば並列的に接続して、誘導コイルを短絡することにより、誘導コイルに対する高周波電力の供給を遮断するように構成してもよい。なお、後者の接続態様においては、複数の誘導コイルを高周波電源に対して直列接続することを許容する。   (3) (Configuration by switch means) The switch means may be either a contact type or a contactless type. In general, the switch means is connected to the induction coil in series. However, if necessary, the switch means is connected in parallel and the induction coil is short-circuited to cut off the supply of high-frequency power to the induction coil. You may comprise. In the latter connection mode, a plurality of induction coils are allowed to be connected in series to a high frequency power source.

ところで、本発明によれば、誘導コイルを単位誘導コイルにより構成するとともに、所定の加熱領域に対向する誘導コイルにおいて、単位誘導コイルのコイルターン数を他の加熱領域に対向する誘導コイルの単位誘導コイルのそれと異なるように構成しているので、回路側調整することなしに加熱領域に応じた加熱効率で加熱ローラを加熱することができるのであるが、さらに誘導コイル選択手段を利用して誘導コイルごとに投入する高周波電力を調整することが許容される。これにより、所望の加熱領域を一層円滑に所要に加熱することができるようになる。例えば、誘導コイル選択手段は、加熱ローラの一部の加熱領域を使用して被加熱体を加熱する場合に、当該加熱領域に対向する誘導コイルのみを選択するだけでなく、所望により残余の誘導コイルに対しても所定の割合で高周波電力を振り分けて投入するように構成することができる。これによって、使用されない加熱領域を使用する加熱領域とほぼ同一の温度で保温しておくことができる。なお、ここで「所定割合」とは、加熱ローラの一の加熱領域と残余の加熱領域との間におけるそれぞれ単位誘導コイルに対する割合として表現されているものであると同時に、複数の加熱領域の一部が被加熱体の加熱のために使用されている場合において、加熱ローラの軸方向に実用上ほぼ均一な温度分布が得られる限界値およびそれ以上の範囲として表現されている。例えば、加熱ローラに中間部および両端部からなる3つの加熱領域を設定する場合には、中間部の加熱領域を使用して加熱するときに、対向する誘導コイルに0.7以上の割合で高周波電力を投入し、残余の加熱領域に0.3未満の割合で高周波電力を振り分けるのがよい。また、全部の加熱領域を使用して被加熱体を加熱するときには、両端部の加熱領域に0.5以上の割合で高周波電力を振り分けるのがよい。しかし、被加熱体を加熱する一の加熱領域の全高周波電力に対する割合は、0.95を上限とするのが実際的である。なお、このとき残余の加熱領域の同様割合は0.05以下になる。また、所定割合が一定であっても、加熱領域の軸長に応じて当該加熱領域に投入される高周波電力の総量が変化することになる。   By the way, according to the present invention, the induction coil is constituted by a unit induction coil, and in the induction coil facing a predetermined heating region, the number of coil turns of the unit induction coil is unit induction of the induction coil facing the other heating region. Since it is configured differently from that of the coil, it is possible to heat the heating roller with heating efficiency corresponding to the heating area without adjusting the circuit side. It is permissible to adjust the high-frequency power input every time. As a result, the desired heating region can be heated more smoothly and as required. For example, when the object to be heated is heated by using a part of the heating region of the heating roller, the induction coil selection means selects not only the induction coil facing the heating region but also the remaining induction if desired. A high frequency power can also be distributed to a coil at a predetermined rate. Thereby, it is possible to keep the temperature at almost the same temperature as the heating area in which the unused heating area is used. Here, the “predetermined ratio” is expressed as a ratio with respect to each unit induction coil between one heating area and the remaining heating area of the heating roller, and at the same time, one of a plurality of heating areas. When the portion is used for heating the heated object, it is expressed as a limit value and a range beyond which a practically uniform temperature distribution can be obtained in the axial direction of the heating roller. For example, when three heating regions including an intermediate portion and both end portions are set on the heating roller, when heating is performed using the intermediate heating region, a high frequency is applied to the opposing induction coil at a ratio of 0.7 or more. It is preferable to apply power and distribute the high frequency power to the remaining heating area at a rate of less than 0.3. Moreover, when heating a to-be-heated body using the whole heating area | region, it is good to distribute high frequency electric power in the ratio of 0.5 or more to the heating area | region of both ends. However, it is practical that the ratio of one heating region for heating the object to be heated to 0.95 is the upper limit. At this time, the same ratio of the remaining heating region is 0.05 or less. Further, even if the predetermined ratio is constant, the total amount of high-frequency power input to the heating region changes according to the axial length of the heating region.

(1)(PWM制御方式の場合) PWM制御方式は、加熱ローラの各加熱領域に対向する複数の誘導コイルに対する高周波電圧の印加時間をPWM制御により変化させることにより、各誘導コイルに供給される高周波電力を所望の割合で変化させる方式である。なお、PWM制御は、高周波の各半サイクルごとに行うようにしてもよいし、高周波電源の高周波出力を相対的に低周波、例えば1〜100Hz程度で変調してもよい。   (1) (PWM control system) The PWM control system is supplied to each induction coil by changing the application time of the high-frequency voltage to the plurality of induction coils facing each heating region of the heating roller by PWM control. In this method, the high-frequency power is changed at a desired rate. The PWM control may be performed every half cycle of the high frequency, or the high frequency output of the high frequency power supply may be modulated at a relatively low frequency, for example, about 1 to 100 Hz.

(2)(フィルタ方式の場合) フィルタ手段のフィルタ特性が帯域通過形である場合、可変高周波電源が当該通過帯域の周波数を出力するように可変高周波電源を制御すれば、フィルタ手段に接続する誘導コイルは、フィルタ手段を通過した高周波電力によって付勢されるので、当該誘導コイルが対向する加熱ローラの領域を選択的にまたは所定比率で加熱することができる。したがって、例えば2つの誘導コイルの付勢割合を周波数により選択的に変更するには、通過帯域の互いに異なる2つのフィルタ手段を用意して、その一方を一方の誘導コイルに接続し、他方を他方の誘導コイルに接続して、周波数可変高周波電源の出力周波数をそれぞれの通過帯域内になるように切り換えるとともに、それぞれの通過帯域が所定の割合で一部オーバーラップするように設定すればよい。   (2) (In the case of a filter system) When the filter characteristic of the filter means is a band-pass type, if the variable high-frequency power supply is controlled so that the variable high-frequency power supply outputs the frequency of the passband, the induction connected to the filter means Since the coil is energized by the high-frequency power that has passed through the filter means, the region of the heating roller facing the induction coil can be heated selectively or at a predetermined ratio. Therefore, for example, in order to selectively change the energizing ratio of two induction coils depending on the frequency, two filter means having different pass bands are prepared, one of which is connected to one induction coil and the other is connected to the other. The output frequency of the frequency variable high-frequency power source may be switched so as to be within the respective pass bands, and the pass bands may be set so as to partially overlap at a predetermined rate.

(3)(共振回路の場合) 第1および第2の誘導コイルを共振回路構成部品として含む複数の共振回路を構成する場合は、それらの共振周波数を少なくとも2種類以上に相違させるとともに、共振特性曲線が一部オーバーラップするように設定する。そして、それぞれの誘導コイルを共振要素とする複数の共振回路に対して、ともに適度に共振するような周波数の高周波電力を出力するように高周波電源の周波数を設定すればよい。   (3) (In the case of a resonance circuit) When a plurality of resonance circuits including the first and second induction coils as resonance circuit components are configured, the resonance frequencies are made to differ by at least two types and resonance characteristics Set so that the curves partially overlap. Then, the frequency of the high-frequency power source may be set so as to output high-frequency power having a frequency that resonates appropriately with respect to a plurality of resonance circuits having the respective induction coils as resonance elements.

<本発明の作用について> 本発明においては、加熱ローラの複数の加熱領域に対向して配設された複数の誘導コイルを1つまたは複数を選択して付勢することにより、特定の1つまたは複数の加熱領域を加熱しておき、当該加熱領域に被加熱体を通過させれば、所要の程度に加熱できる。なお、ここで複数の誘導コイルを選択するとは、誘導コイル装置全体の一部または全部の誘導コイルを含む意味である。   <About the Action of the Present Invention> In the present invention, a specific one is selected by energizing one or a plurality of induction coils arranged to face a plurality of heating regions of the heating roller. Alternatively, if a plurality of heating regions are heated and the object to be heated is passed through the heating regions, the heating can be performed to a required degree. Here, selecting a plurality of induction coils means that some or all induction coils of the entire induction coil device are included.

また、複数の誘導コイルをそれぞれ複数の単位誘導コイルにより構成しており、しかも単位誘導コイルのコイルターン数が加熱領域に応じて異なっているので、高周波電源などの回路側で調整することなしに特定の加熱領域を所要に加熱することができる。すなわち、単位誘導コイルのコイルターン数に応じて高周波電力の投入量が変化するので、例えば特定の誘導コイルにおいて、そのコイルターン数を増加すると、当該誘導コイルに対する高周波電力の投入量が増加する。その結果、当該誘導コイルに対向する加熱領域の加熱効率すなわち1秒当たりの加熱ローラの温度上昇の程度が向上するので、所望の加熱特性を得ることができる。   Further, each of the plurality of induction coils is constituted by a plurality of unit induction coils, and the number of coil turns of the unit induction coil differs depending on the heating region, so that adjustment is not required on the circuit side such as a high frequency power source. A specific heating area can be heated as required. That is, since the amount of high frequency power input varies depending on the number of coil turns of the unit induction coil, for example, when the number of coil turns in a specific induction coil is increased, the amount of high frequency power input to the induction coil increases. As a result, the heating efficiency of the heating region facing the induction coil, that is, the degree of temperature rise of the heating roller per second is improved, so that desired heating characteristics can be obtained.

本発明において、複数の加熱領域のうち、単位誘導コイルのコイルターン数がその他の加熱領域における単位誘導コイルのそれと異なっている誘導コイルが対向する特定の加熱領域は、当該加熱領域のみが加熱される場合および複数の加熱領域と同時に加熱される場合のいずれであっても、所期の作用、効果を奏する。   In the present invention, among a plurality of heating regions, a specific heating region where an induction coil whose number of coil turns of the unit induction coil is different from that of the unit induction coil in the other heating region is opposed to only the heating region. In this case, the desired action and effect can be obtained both in the case of heating and in the case of heating simultaneously with a plurality of heating regions.

<その他の構成について>
本発明の必須構成要素ではないが、所望により以下の構成を選択的に実施することにより、さらに効果的な誘導加熱ローラ装置を得ることができる。
<About other configurations>
Although not an essential component of the present invention, a more effective induction heating roller device can be obtained by selectively implementing the following configurations as desired.

1.(ウオームアップ制御について) 起動すなわち給電開始後のウオームアップ期間中、加熱ローラが通常運転時におけるより低い回転数で回転するように制御することができる。   1. (Warm-up control) During the warm-up period after the start-up, that is, the start of power supply, the heating roller can be controlled to rotate at a lower rotational speed than during normal operation.

2.(加熱ローラの温度制御について) 加熱ローラの温度を所定範囲内で一定、例えば200℃に維持にするために、加熱ローラの表面に感熱素子を導熱的に接触させることができる。そして、感熱素子を温度制御回路に接続する。感熱素子としては、負温度特性を有するサーミスタや正温度特性を有する非直線抵抗素子を用いることができる。   2. (Regarding Temperature Control of Heating Roller) In order to keep the temperature of the heating roller constant within a predetermined range, for example, 200 ° C., the heat sensitive element can be brought into thermal contact with the surface of the heating roller. Then, the thermal element is connected to the temperature control circuit. As the thermal element, a thermistor having a negative temperature characteristic or a non-linear resistance element having a positive temperature characteristic can be used.

3.(搬送シートについて) 加熱ローラを用いて被加熱体を加熱する際に、加熱ローラが直接被加熱体に当接するように構成することができるが、要すれば両者の間に搬送シートが介在するように構成することができる。この場合、搬送シートは、無端状またはロール状の形態をとることが許容される。搬送シートを用いることにより、被加熱体の加熱と搬送をスムースに行うことが可能になる。   3. (Conveying sheet) When heating the heated object using the heating roller, the heating roller can be configured to directly contact the heated object, but if necessary, the conveying sheet is interposed between the two. It can be constituted as follows. In this case, the conveyance sheet is allowed to take an endless or roll shape. By using the conveyance sheet, it becomes possible to smoothly heat and convey the heated object.

請求項2の発明の誘導加熱ローラ装置は、後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱するとともに、中間部に位置する第1の加熱領域および両端部に位置する第2の加熱領域を有する加熱ローラと;加熱ローラの第1の加熱領域に対向して配設された第1の誘導コイルおよび第2の加熱領域に対向して配設された第2の誘導コイルを含み、各誘導コイルは並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、第2の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数が第1の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数より多くなっている誘導コイル装置と;誘導コイル装置に高周波電力を供給する高周波電源と;誘導コイル装置の各誘導コイルに供給する高周波電力を制御して加熱ローラの加熱領域を切り換える誘導コイル選択手段と;を具備していることを特徴としている。     An induction heating roller device according to a second aspect of the present invention includes a first heating region located at an intermediate portion and a second heating region located at both ends while being magnetically coupled to an induction coil device, which will be described later, and generating heat by an induced current. A heating roller having a first induction coil disposed opposite to the first heating region of the heating roller and a second induction coil disposed opposite to the second heating region, each induction The coil includes a plurality of unit induction coils connected in parallel, and the number of coil turns of the unit induction coil in the second induction coil is greater than the number of coil turns of the unit induction coil in the first induction coil. A coil device; a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the induction coil device; and a high-frequency power that is supplied to each induction coil of the induction coil device to control the heating region of the heating roller It is characterized in that it comprises a; and obtaining the induction coil selection means.

本発明は、両端支持構造の加熱ローラにおいて、加熱ローラの軸方向に沿って均一な温度に維持する場合に好適な誘導加熱ローラ装置の構成を規定している。   The present invention defines the configuration of an induction heating roller device suitable for maintaining a uniform temperature along the axial direction of the heating roller in a heating roller having a double-end support structure.

加熱ローラの中間部の加熱領域は、単一または複数の加熱領域からなることを許容する。複数の加熱領域からなる場合、誘導コイル選択手段によって個別に、またはグループ化ないし共通に加熱できるように構成することができる。   The heating area in the middle part of the heating roller is allowed to consist of a single or a plurality of heating areas. When it consists of a several heating area | region, it can comprise so that it can heat individually by an induction coil selection means, or grouping thru | or common.

そうして、本発明によれば、加熱ローラの両端部の加熱領域に投入される高周波電力を増加させて加熱効率を高くすることができ、これにより加熱ローラの軸方向に沿う温度分布を均一に保持することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to increase the high-frequency power input to the heating regions at both ends of the heating roller to increase the heating efficiency, thereby making the temperature distribution along the axial direction of the heating roller uniform. Can be held in.

請求項3の発明の誘導加熱ローラ装置は、後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱するとともに、中間部に位置する第1の加熱領域および両端部に位置する第2の加熱領域を有する加熱ローラと;加熱ローラの第1の加熱領域に対向して配設された第1の誘導コイルおよび第2の加熱領域に対向して配設された第2の誘導コイルを含み、各誘導コイルは並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、第1の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数が第2の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数より多くなっている誘導コイル装置と;誘導コイル装置に高周波電力を供給する高周波電源と;誘導コイル装置の各誘導コイルに供給する高周波電力を制御して加熱ローラの加熱領域を切り換える誘導コイル選択手段と;を具備していることを特徴としている。     An induction heating roller device according to a third aspect of the present invention includes a first heating region located at an intermediate portion and a second heating region located at both ends while being magnetically coupled to an induction coil device described later and generating heat by an induced current. A heating roller having a first induction coil disposed opposite to the first heating region of the heating roller and a second induction coil disposed opposite to the second heating region, each induction The coil includes a plurality of unit induction coils connected in parallel, and the number of coil turns of the unit induction coil in the first induction coil is greater than the number of coil turns of the unit induction coil in the second induction coil. A coil device; a high-frequency power source that supplies high-frequency power to the induction coil device; and a high-frequency power that is supplied to each induction coil of the induction coil device to control the heating region of the heating roller It is characterized in that it comprises a; and obtaining the induction coil selection means.

本発明は、加熱ローラの中間部の加熱領域を常時使用する場合に好適な誘導加熱ローラ装置の構成を規定している。   The present invention defines a configuration of an induction heating roller device that is suitable for the case where the heating region at the intermediate portion of the heating roller is always used.

そうして、本発明によれば、加熱ローラの中間部の加熱領域に投入される高周波電力を増加させて加熱効率を高くすることができ、これにより中間部の加熱領域を常時使用する場合に加熱ローラの軸方向に沿う温度分布を均一に保持することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to increase the high-frequency power input to the heating area in the middle part of the heating roller and increase the heating efficiency. The temperature distribution along the axial direction of the heating roller can be kept uniform.

請求項4の発明の誘導加熱ローラ装置は、後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱する加熱ローラと;加熱ローラ内の軸方向に沿い、かつ、加熱ローラの軸に対してオフセンターに配設されることによって加熱ローラの内面との間に最接近部が形成される誘導コイル装置と;誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源と;を具備していることを特徴としている。     An induction heating roller device according to a fourth aspect of the present invention is a heating roller that is magnetically coupled to an induction coil device, which will be described later, and generates heat by an induced current; And an induction coil device in which the closest portion is formed between the inner surface of the heating roller and a high frequency power source for supplying high frequency power to the induction coil.

加熱ローラおよび高周波電源については請求項1における説明を準用する。なお、加熱ローラは、単一の加熱領域を備えているのであってもよい。また、加熱ローラが複数の加熱領域を備える場合、請求項1における誘導コイル選択手段を用いることができる。   The description in claim 1 applies mutatis mutandis to the heating roller and the high-frequency power source. Note that the heating roller may include a single heating region. In addition, when the heating roller includes a plurality of heating regions, the induction coil selection means in claim 1 can be used.

誘導コイル装置は、単一または複数の誘導コイルを備えて構成されている。誘導コイル装置が複数の誘導コイルを備えている場合、それぞれの誘導コイルが加熱ローラの複数の加熱領域に1対1で対応するように構成されていることを許容する。また、1つの加熱領域に対向して配設される誘導コイルを並列接続された複数の単位誘導コイルをもって構成することができる。なお、単位誘導コイルについては請求項1における説明を準用する。この場合、複数の加熱領域のそれぞれに対向するた誘導コイルは、全ての誘導コイルが共通仕様の単位誘導コイルを用いるのであってもよい。   The induction coil device includes a single or a plurality of induction coils. When the induction coil device includes a plurality of induction coils, each induction coil is allowed to correspond to the plurality of heating regions of the heating roller on a one-to-one basis. Moreover, the induction coil arrange | positioned facing one heating area | region can be comprised with the several unit induction coil connected in parallel. In addition, about the unit induction coil, the description in Claim 1 applies mutatis mutandis. In this case, the induction coil facing each of the plurality of heating regions may be a unit induction coil having a common specification for all induction coils.

また、誘導コイル装置は、加熱ローラの内部にオフセンターになる関係に配設されていて、加熱ローラと磁気結合する。そのため、加熱ローラの内面と誘導コイル装置との間の距離に最接近部が形成される。   The induction coil device is disposed in an off-center relationship inside the heating roller and is magnetically coupled to the heating roller. Therefore, the closest part is formed in the distance between the inner surface of the heating roller and the induction coil device.

そうして、本発明においては、上記の構成を具備しているので、加熱ローラは、その内面と誘導コイル装置との間の最接近部における誘導コイル装置と加熱ローラとの間の磁気結合が強くなる。このため、上記最接近部において発熱が集中する。したがって、この発熱の集中部近傍を利用して被加熱体の加熱を行うように構成することができる。これにより、加熱効率が向上するので、省エネルギーを図ることができる。また、最接近部における高い温度上昇を利用して被加熱体を加熱することにより、加熱性能が向上する。   Thus, in the present invention, since the above configuration is provided, the heating roller has a magnetic coupling between the induction coil device and the heating roller at the closest portion between the inner surface thereof and the induction coil device. Become stronger. For this reason, heat generation is concentrated at the closest part. Therefore, it can be configured to heat the object to be heated using the vicinity of the heat generation concentrated portion. Thereby, since heating efficiency improves, energy saving can be aimed at. Moreover, heating performance improves by heating a to-be-heated body using the high temperature rise in the closest part.

これに対して、従来のこの種の誘導加熱ローラ装置においては、加熱ローラの軸を中心として誘導コイルを配設するように構成するものとされていた。この場合、加熱ローラの発熱は、その軸周りに均一になる。そのため、加熱ローラの発熱の全体を被加熱体の加熱のために集中させることが困難である。   On the other hand, in this type of conventional induction heating roller device, the induction coil is arranged around the axis of the heating roller. In this case, the heat generated by the heating roller becomes uniform around its axis. Therefore, it is difficult to concentrate the entire heat generated by the heating roller for heating the object to be heated.

請求項5の発明の定着装置は、加圧ローラを備えた定着装置本体と;定着装置本体の加圧ローラに加熱ローラを圧接関係に対設して、両ローラ間にトナー画像が形成された記録媒体を挟んで搬送しながらトナー画像を定着するように配設された請求項1ないし4のいずれか一記載の誘導加熱ローラ装置と;を具備していることを特徴としている。     According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a fixing device main body provided with a pressure roller; a heating roller and a pressure roller of the fixing device main body are provided in a pressure contact relationship, and a toner image is formed between the two rollers. An induction heating roller device according to any one of claims 1 to 4, which is disposed so as to fix a toner image while being conveyed with a recording medium interposed therebetween.

本発明において、「定着装置本体」とは、定着装置から誘導加熱ローラ装置を除いた残余の部分をいう。   In the present invention, the “fixing device main body” refers to the remaining portion of the fixing device excluding the induction heating roller device.

加圧ローラと加熱ローラとは、直接圧接してもよいが、要すれば搬送シートなどを介して間接的に圧接してもよい。なお、搬送シートは、無端またはロール状であってもよい。   The pressure roller and the heating roller may be in direct pressure contact, but may be indirectly in pressure contact with each other via a conveyance sheet, if necessary. Note that the transport sheet may be endless or roll-shaped.

本発明において、記録媒体は、請求項1ないし4の各発明における被加熱体に相当する。   In the present invention, the recording medium corresponds to the object to be heated in the inventions of claims 1 to 4.

そうして、本発明においては、請求項1ないし4の誘導加熱ローラ装置における作用を利用してトナー画像が形成された記録媒体の定着を効果的に行うことができる。   Thus, in the present invention, it is possible to effectively fix the recording medium on which the toner image is formed by utilizing the action of the induction heating roller device according to claims 1 to 4.

請求項6の発明の定着装置は、加圧ローラを備えた定着装置本体と;定着装置本体の加圧ローラに加熱ローラを圧接関係に対設して、両ローラ間にトナー画像が形成された記録媒体を挟んで搬送しながらトナー画像を定着するように配設されるとともに、加熱ローラと誘導コイルとの最接近部の熱を利用して被加熱体を加熱するように配設されている請求項4記載の誘導加熱ローラ装置と;を具備していることを特徴としている。     According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a fixing device main body provided with a pressure roller; a heating roller and a pressure roller of the fixing device main body are provided in a pressure contact relationship, and a toner image is formed between the two rollers. It is arranged so as to fix the toner image while being conveyed with the recording medium interposed therebetween, and is arranged so as to heat the object to be heated using the heat of the closest part between the heating roller and the induction coil. And an induction heating roller device according to claim 4.

本発明において、誘導コイルと加熱ローラの内面との間の最接近部を加圧ローラに正対させるか、加熱ローラの回転方向のやや前方に正対させれば、最接近部に発生する高熱を利用して被加熱体を効果的に加熱することができる。   In the present invention, if the closest part between the induction coil and the inner surface of the heating roller is directly opposed to the pressure roller, or if it is slightly forward in the rotational direction of the heating roller, high heat generated in the closest part The object to be heated can be effectively heated using

そうして、本発明によれば、少ない高周波電力であるにもかかわらず、被加熱体を効果的に加熱することができる。   Thus, according to the present invention, the object to be heated can be effectively heated in spite of the low high frequency power.

請求項7の発明の定着装置は、加圧ローラを備えた定着装置本体と;定着装置本体の加圧ローラに加熱ローラを圧接関係に対設して、両ローラ間にトナー画像が形成された記録媒体を挟んで搬送しながらトナー画像を定着するように配設されるとともに、加熱ローラと誘導コイルとの最接近部が加熱ローラと加圧ローラとの接触部より加熱ローラの回転方向の前方に位置している請求項4記載の誘導加熱ローラ装置と;を具備していることを特徴としている。     According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a fixing device main body provided with a pressure roller; a heating roller and a pressure roller of the fixing device main body are provided in a pressure contact relationship, and a toner image is formed between the two rollers. It is arranged so that the toner image is fixed while being conveyed with the recording medium sandwiched, and the closest part between the heating roller and the induction coil is ahead of the contact part between the heating roller and the pressure roller in the rotation direction of the heating roller. And an induction heating roller device according to claim 4.

本発明は、請求項4に規定する発明の誘導加熱ローラ装置を用いて定着装置を構成する場合に定着性能を高めるのに好適な構成を規定している。すなわち、上記の構成であると、被加熱体の加熱時に加熱ローラの接触予定部を高い温度に加熱しておくことができる。なお、「加熱ローラと誘導コイルとの最接近部が加熱ローラと加圧ローラとの接触部より加熱ローラの回転方向の前方に位置している」とは、加熱ローラの加圧ローラとが正対する部位から加熱ローラの回転方向に対して前方の位置までずれていることを意味する。なお、上記の前方の位置とは、高い温度が得られる効果的な範囲であり、具体的には加熱ローラの周面における回転速度などの設計条件にもよるが、一般的には0°超〜90°の範囲内であればよい。しかし、好適には5〜60°の範囲内である。   The present invention defines a configuration suitable for improving the fixing performance when the fixing device is configured using the induction heating roller device of the invention defined in claim 4. That is, with the above configuration, the contact portion of the heating roller can be heated to a high temperature when the heated body is heated. Note that “the closest part between the heating roller and the induction coil is located in front of the contact portion between the heating roller and the pressure roller in the rotation direction of the heating roller” means that the pressure roller of the heating roller is correct. It means that it has shifted | deviated from the site | part to the front position with respect to the rotation direction of a heating roller. The forward position is an effective range in which a high temperature can be obtained. Specifically, although it depends on design conditions such as the rotational speed on the peripheral surface of the heating roller, it generally exceeds 0 °. It should just be in the range of -90 degrees. However, it is preferably in the range of 5-60 °.

そうして、本発明によれば、加熱効率が向上するとともに、高温により加熱できるので、定着性能が向上する。   Thus, according to the present invention, heating efficiency is improved and heating can be performed at a high temperature, so that fixing performance is improved.

請求項7の発明の画像形成装置は、記録媒体にトナー画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置本体と;画像形成装置本体に配設されて記録媒体のトナー画像を定着する請求項6または7記載の定着装置と;を具備していることを特徴としている。     An image forming apparatus according to a seventh aspect of the invention comprises: an image forming apparatus main body provided with an image forming means for forming a toner image on a recording medium; and the toner image on the recording medium disposed on the main body of the image forming apparatus. And a fixing device described in item 6 or 7.

本発明において、「画像形成装置本体」とは、画像形成装置から定着装置を除いた残余の部分をいう。また、画像形成手段は、記録媒体に間接方式または直接方式により画像情報を形成する画像を形成する手段である。なお、「間接方式」とは、転写によって画像を形成する方式をいう。   In the present invention, the “image forming apparatus main body” refers to the remaining part of the image forming apparatus excluding the fixing device. The image forming means is means for forming an image for forming image information on the recording medium by an indirect method or a direct method. The “indirect method” is a method of forming an image by transfer.

画像形成装置としては、例えば電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリなどが該当する。   Examples of the image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile.

記録媒体としては、例えば転写材シート、印刷紙、エレクトロファックスシート、静電記録シートなどが該当する。   Examples of the recording medium include a transfer material sheet, printing paper, electrofax sheet, and electrostatic recording sheet.

請求項1によれば、加熱ローラの軸方向に複数の加熱領域を選択的に設定可能であるとともに、回路側で調整することなしに加熱領域の温度を所望の値に調整して、加熱ローラの所望の加熱領域における加熱特性を良好にした誘導加熱ローラ装置を提供することができる。     According to claim 1, a plurality of heating regions can be selectively set in the axial direction of the heating roller, and the temperature of the heating region is adjusted to a desired value without adjusting on the circuit side, and the heating roller Thus, it is possible to provide an induction heating roller device having good heating characteristics in a desired heating region.

請求項2によれば、加熱ローラの両端部の加熱領域に投入される高周波電力を増加させて加熱効率を高くして、加熱ローラの軸方向に沿う温度分布を均一に保持する誘導加熱ローラ装置を提供することができる。     According to the second aspect of the present invention, the induction heating roller device that uniformly maintains the temperature distribution along the axial direction of the heating roller by increasing the high-frequency power supplied to the heating regions at both ends of the heating roller to increase the heating efficiency. Can be provided.

請求項3によれば、加熱ローラの中間部の加熱領域に投入される高周波電力を増加させて加熱効率を高くして、中間部の加熱領域を常時使用する場合に加熱ローラの軸方向に沿う温度分布を均一に保持する誘導加熱ローラ装置を提供することができる。     According to the third aspect of the present invention, the high-frequency power supplied to the heating area at the intermediate portion of the heating roller is increased to increase the heating efficiency, and the intermediate heating area is always used along the axial direction of the heating roller. An induction heating roller device that maintains a uniform temperature distribution can be provided.

請求項4によれば、加熱ローラは、誘導コイル装置が接近している部位において発熱が集中するため、この発熱の集中部近傍を利用して被加熱体の加熱を行うことによって、加熱効率が向上して、省エネルギーになる誘導加熱ローラ装置を提供することができる。     According to the fourth aspect of the present invention, the heating roller concentrates heat at the part where the induction coil device is approaching, so that the heating efficiency is improved by heating the object to be heated using the vicinity of the concentrated portion of the heat generation. It is possible to provide an induction heating roller device that is improved and saves energy.

請求項5によれば、請求項4の効果を有するとともに、定着性能が良好でトナー画像を高速で定着する定着装置を提供することができる。     According to the fifth aspect, it is possible to provide a fixing device that has the effect of the fourth aspect and has a good fixing performance and fixes a toner image at a high speed.

請求項6および7によれば、請求項4の効果を有するとともに、より一層定着性能が良好でトナー画像を高速で定着する定着装置を提供することができる。     According to the sixth and seventh aspects, it is possible to provide a fixing device that has the effect of the fourth aspect and has a further excellent fixing performance and fixes a toner image at a high speed.

請求項8によれば、請求項1ないし5の効果を有するとともに、加熱ローラのウオームアップが誘導加熱により早くなるので、高速タイプに好適な画像形成装置にすることができる。     According to the eighth aspect of the present invention, the effect of the first to fifth aspects is obtained, and the warm-up of the heating roller is accelerated by induction heating, so that an image forming apparatus suitable for a high-speed type can be obtained.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1ないし図8は、本発明の誘導加熱ローラ装置を実施するための第1の形態を示し、図1は装置全体の概要を示す回路ブロック図、図2は誘導コイル装置および加熱ローラの一部切欠中央断面正面図、図3は誘導コイル装置および加熱ローラの横断面図、図4は加熱ローラおよび誘導コイル装置の位置、ならびに加熱ローラの温度分布の関係を説明する概念図、図5は誘導コイル装置の接続態様を示す回路図、図6は高周波電源の電源主回路部および周波数制御部を示す回路図、図7は出力回路および誘導コイル選択手段の回路図、図8は第1および第2の誘導コイルに投入される高周波電力と出力周波数の関係を示す周波数−高周波電力特性を概念的に示すグラフである。本実施の形態は、請求項1および2に準拠している。そして、誘導加熱ローラ装置は、加熱ローラHR、誘導コイル装置IC、高周波電源HFS、および誘導コイル選択手段PAMを備えて構成されている。また、加熱ローラHRは、図2に示すように、回転機構RMを備え、これにより駆動されて回転する。以下、上記の構成要素ごとにその構成を詳細に説明する。     1 to 8 show a first embodiment for carrying out the induction heating roller device of the present invention, FIG. 1 is a circuit block diagram showing the outline of the whole device, and FIG. 2 shows one of the induction coil device and the heating roller. FIG. 3 is a cross-sectional front view of the induction coil device and the heating roller, FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the relationship between the position of the heating roller and the induction coil device, and the temperature distribution of the heating roller, and FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing a power supply main circuit section and a frequency control section of a high-frequency power source, FIG. 7 is a circuit diagram of an output circuit and induction coil selection means, and FIG. It is a graph which shows notionally the frequency-high frequency electric power characteristic which shows the relationship between the high frequency electric power thrown into a 2nd induction coil, and an output frequency. This embodiment complies with claims 1 and 2. The induction heating roller device includes a heating roller HR, an induction coil device IC, a high frequency power supply HFS, and induction coil selection means PAM. Further, as shown in FIG. 2, the heating roller HR includes a rotation mechanism RM, and is driven and rotated by the rotation mechanism RM. Hereafter, the structure is demonstrated in detail for every said component.

<加熱ローラHR> 加熱ローラHRは、ローラ基体1、2次コイルwsおよび保護層2を備えて構成されているとともに、回転機構RMにより回転駆動される。ローラ基体1は、アルミナセラミックス製の円筒体からなり、例えば長さ300mm、厚み3mmである。2次コイルwsは、Cuの蒸着膜からなるフィルム状をなした円筒状の1ターンコイルからなり、ローラ基体1の外面において、軸方向の有効長のほぼ全体にわたって配設されている。そして、2次コイルwsの厚みは、加熱ローラHRの周回方向の2次側抵抗Rの値が2次リアクタンスとほぼ同じ値の1Ωになるように設定されている。保護層2は、フッ素樹脂からなり、2次コイルwsの外面を被覆して形成されている。   <Heating roller HR> The heating roller HR includes a roller base 1, a secondary coil ws, and a protective layer 2, and is rotated by a rotation mechanism RM. The roller base 1 is made of a cylindrical body made of alumina ceramic, and has a length of 300 mm and a thickness of 3 mm, for example. The secondary coil ws is composed of a cylindrical one-turn coil in the form of a film made of a vapor deposition film of Cu, and is disposed on the outer surface of the roller base 1 over almost the entire effective length in the axial direction. The thickness of the secondary coil ws is set so that the value of the secondary resistance R in the circumferential direction of the heating roller HR becomes 1Ω, which is substantially the same value as the secondary reactance. The protective layer 2 is made of a fluororesin and is formed so as to cover the outer surface of the secondary coil ws.

回転機構RMは、加熱ローラHRを回転させるための機構であって、以下のように構成されている。すなわち、図2に示すように、第1の端部部材3A、第2の端部部材3B、一対の軸受4、4、ベベルギア5、スプラインギア6およびモータ7を備えて構成されている。第1の端部部材3Aは、キャップ部3a、駆動軸3bおよび尖端部3cからなる。キャップ部3aは、加熱ローラHRの図2において左端に外側から嵌合するとともに、図示を省略している押しねじを用いて加熱ローラHRに固定することによって、加熱ローラHRの左端を支持している。駆動軸3bは、キャップ部3aの外面の中央部から外方へ突出している。尖端部3cは、キャップ部3aの内面の中央部からキャップ部3aの内方へ突出している。第2の端部部材3Bは、リング部3dからなる。リング部3dは、加熱ローラHRの図2において右端に外側から嵌合するとともに、図示を省略している押しねじを用いて加熱ローラHRに固定することによって、加熱ローラHRの右端を支持している。一対の軸受4、4の一方は、第1の端部部材3Aにおけるキャップ部3aの外面を回転自在に支持する。また、他方は、第2の端部部材3Bの外面を回転自在に支持する。したがって、加熱ローラHRは、その両端に固定した第1および第2の端部部材3A、3Bと、一対の軸受4、4とにより回転自在に支持されている。ベベルギア5は、第1の端板3Aの駆動軸3bに装着されている。スプラインギア6は、ベベルギア5に噛合している。モータ7は、そのロータ軸がスプラインギア5に直結している。   The rotation mechanism RM is a mechanism for rotating the heating roller HR, and is configured as follows. That is, as shown in FIG. 2, the first end member 3A, the second end member 3B, a pair of bearings 4, 4, a bevel gear 5, a spline gear 6 and a motor 7 are provided. The first end member 3A includes a cap portion 3a, a drive shaft 3b, and a pointed end portion 3c. The cap portion 3a is fitted to the left end of the heating roller HR from the outside in FIG. 2 and is fixed to the heating roller HR using a push screw (not shown) to support the left end of the heating roller HR. Yes. The drive shaft 3b protrudes outward from the center portion of the outer surface of the cap portion 3a. The pointed portion 3c protrudes inward of the cap portion 3a from the center portion of the inner surface of the cap portion 3a. The second end member 3B includes a ring portion 3d. The ring portion 3d supports the right end of the heating roller HR by fitting from the outside to the right end of the heating roller HR in FIG. 2 and fixing the heating roller HR to the heating roller HR using a push screw (not shown). Yes. One of the pair of bearings 4 and 4 rotatably supports the outer surface of the cap portion 3a in the first end member 3A. The other supports the outer surface of the second end member 3B rotatably. Therefore, the heating roller HR is rotatably supported by the first and second end members 3A and 3B fixed to both ends thereof and the pair of bearings 4 and 4. The bevel gear 5 is attached to the drive shaft 3b of the first end plate 3A. The spline gear 6 meshes with the bevel gear 5. The motor 7 has a rotor shaft directly connected to the spline gear 5.

<誘導コイル装置IC> 誘導コイル装置ICは、第1および第2の誘導コイルIC1、IC2からなり、加熱ローラHRの内部に同軸関係に配設されている。第1の誘導コイルIC1は、図4および図5に示すように、加熱ローラHRの中間部の加熱領域Aに対向して配設されている。これに対して、第2の誘導コイルIC2は、図1では集合されているように示しているが、実際には図4および図5に示すように、第1の誘導コイルIC1の両端に若干の絶縁距離を存して隣接するとともに、加熱ローラHRの両端部に分散した加熱領域Bに対向して配設されている。したがって、第2の誘導コイルIC2は、加熱ローラHRの両端部に分散して配設されている。   <Induction Coil Device IC> The induction coil device IC includes first and second induction coils IC1 and IC2, and is disposed coaxially within the heating roller HR. As shown in FIGS. 4 and 5, the first induction coil IC <b> 1 is disposed to face the heating area A in the middle part of the heating roller HR. On the other hand, the second induction coil IC2 is shown as being assembled in FIG. 1, but actually, as shown in FIGS. 4 and 5, the second induction coil IC2 is slightly attached to both ends of the first induction coil IC1. Are disposed adjacent to each other with a predetermined insulation distance, and opposed to the heating region B distributed at both ends of the heating roller HR. Therefore, the second induction coil IC2 is distributed and arranged at both ends of the heating roller HR.

また、第1および第2の誘導コイルIC1およびIC2は、図4および図5に示すように、それぞれ複数の単位誘導コイルIC1、IC2を並列接続して構成され、加熱ローラHRの2次コイルwsにそれぞれ磁気結合している。そして、図5に示すように、第1および第2の誘導コイルIC1およびIC2、ならびに各単位誘導コイルIC1、IC2のそれぞれにおいて、隣接するもの同士の巻き方向が互いに逆で、かつ、発生磁束が同一極性になるような関係に設定されている。なお、図5においては、単位誘導コイルIC1、IC2のコイルターン数が便宜上同じに示されているが、実際は図4に示すように異なっている。また、第1の誘導コイルIC1は、図4に示すように、並列接続された6つの単位誘導コイルIC1からなる。各単位誘導コイルIC1は、そのコイルターン数が25〜30の範囲にあり、例えば25ターンに設定されている。なお、単位誘導コイルIC1のコイルターン間および隣接する単位誘導コイルIC1の間隔は、ともに例えば1mmに設定されている。 The first and second induction coils IC1 and IC2, as shown in FIGS. 4 and 5, respectively configured in parallel connecting a plurality of units derived coil IC U 1, IC U 2, the heating roller HR Each of the secondary coils ws is magnetically coupled. Then, as shown in FIG. 5, the first and second induction coils IC1 and IC 2, and in each of the units derived coil IC U 1, IC U 2, is opposite to each other winding direction of adjacent ones, and The generated magnetic flux is set to have the same polarity. In FIG. 5, the number of coil turns of the unit induction coils IC U 1 and IC U 2 is shown to be the same for convenience, but actually differs as shown in FIG. The first inductive coil IC1, as shown in FIG. 4, consists of induction of six units connected in parallel coil IC U 1. Each unit induction coil IC U 1 has a number of coil turns in the range of 25 to 30, for example, 25 turns. The distance between the unit induction coil IC U 1 adjacent and between coil turns of units derived coil IC U 1 is set in both example 1 mm.

これに対して、第2の誘導コイルIC2、IC2は、それぞれ並列接続された3つの単位誘導コイルIC2からなる。各単位誘導コイルIC2は、そのコイルターン数が29〜35の範囲にあり、例えば29ターンに設定されている。なお、各単位誘導コイルIC2のコイルターン間および隣接する単位誘導コイル間の間隔は、ともに第1の誘導コイルIC1におけるのと同様に例えば1mmに設定されている。また、第1の誘導コイルIC1と第2の誘導コイルIC2との間の間隔sは、第1および第2の単位誘導コイルIC1、IC2のコイルターン間の間隔より広い例えば4mmに設定されている。 In contrast, the second induction coil IC 2, IC 2 is comprised of respectively parallel connected three unit induction coil IC U 2. Each unit induction coil IC U 2 is the number of coil turns is in the range of 29-35, is set to, for example, 29 turns. The distance between the unit induction coil IC U 2 of coil turns and between adjacent unit induction coil are both set in the same manner as example 1mm as in the first induction coil IC1. The distance s between the first induction coil IC1 and second induction coils IC2 are wide for example 4mm than the spacing between the first and second units induction coil IC U 1, IC U 2 of coil turns Is set.

さらに、第1および第2の誘導コイルIC1およびIC2は、図2および図3に示すように、コイルボビン8に巻装されて、加熱ローラHRの軸方向に分散して配置されている。また、第1の誘導コイルIC1は、給電リード線9a、9d間に接続され、第2の誘導コイルIC2は、2分割されていて、その一方が給電線9b、9d間に、他方が9c、9d間に、それぞれ接続している。4本の給電リード線9a〜9dは、誘導コイル選択手段PAMを経由して後述する高周波電源HFSの出力端に接続する。   Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the first and second induction coils IC1 and IC2 are wound around the coil bobbin 8 and are distributed in the axial direction of the heating roller HR. The first induction coil IC1 is connected between the power supply leads 9a and 9d, and the second induction coil IC2 is divided into two parts, one of which is between the power supply lines 9b and 9d and the other is 9c. Each is connected between 9d. The four power supply lead wires 9a to 9d are connected to the output terminal of a high frequency power supply HFS described later via the induction coil selection means PAM.

コイルボビン8は、例えばフッ素樹脂製の円柱体からなり、凹部8a、支持部8bおよび通線溝8cを有している。凹部8aは、コイルボビン8の先端中央に形成されていて、回転機構RMに相対的に回転自在に係止している。支持部8bは、コイルボビン8の基端に形成されていて、図示しない固定部に固定される。通線溝8cは、コイルボビン8の外面の一部に軸方向に沿って樋状に形成されていて、内部に給電リード線9a〜9dを収納する。なお、給電リード線9a〜9dは、図3に示すように、通線溝1c内に収納されて、コイルボビン8の基端側から外部へ導出されている。   The coil bobbin 8 is made of, for example, a fluororesin cylindrical body, and has a concave portion 8a, a support portion 8b, and a through groove 8c. The concave portion 8a is formed at the center of the tip of the coil bobbin 8, and is relatively rotatably locked to the rotation mechanism RM. The support portion 8b is formed at the proximal end of the coil bobbin 8, and is fixed to a fixing portion (not shown). The through-groove 8c is formed in a hook shape along the axial direction in a part of the outer surface of the coil bobbin 8, and accommodates the feed lead wires 9a to 9d therein. As shown in FIG. 3, the power supply lead wires 9 a to 9 d are housed in the through-groove 1 c and led out from the base end side of the coil bobbin 8 to the outside.

そうして、第1および第2の誘導コイルIC1およびIC2は、静止状態で使用され、給電リード線9a〜9dは通線溝1c内に収納されて各誘導コイルIC1IC2に接近しているので、磁束の鎖交が殆どないため、給電リード線9内には殆ど渦電流損が発生しない。   Thus, the first and second induction coils IC1 and IC2 are used in a stationary state, and the feed lead wires 9a to 9d are housed in the through-grooves 1c and approach each induction coil IC1IC2. Since there is almost no interlinkage of magnetic flux, almost no eddy current loss occurs in the feed lead 9.

一方、第1および第2の誘導コイルIC1およびIC2は、第2の端部部材3Bのリング部3dから加熱ローラHRの内部に挿入されていて、コイルボビン1の先端に形成された凹部1aが第1の端板3Aの尖端部3cに係合し、かつ、前述したように基端に形成した支持部1bが固定部に固定されることによって、加熱ローラHRと同軸関係に支持されるとともに、加熱ローラHRが回転しても静止状態を維持する。   On the other hand, the first and second induction coils IC1 and IC2 are inserted into the heating roller HR from the ring portion 3d of the second end member 3B, and the concave portion 1a formed at the tip of the coil bobbin 1 is the first. The end portion 3c of the first end plate 3A is engaged with the support portion 1b formed at the base end as described above and is fixed to the fixing portion, thereby being supported in a coaxial relationship with the heating roller HR, Even if the heating roller HR rotates, the stationary state is maintained.

<高周波電源HFS> 高周波電源HFSは、図1および図6に示すように、電源主回路部MC、出力回路OCおよび周波数制御部FCからなる。   <High Frequency Power Supply HFS> As shown in FIGS. 1 and 6, the high frequency power supply HFS includes a power supply main circuit section MC, an output circuit OC, and a frequency control section FC.

(電源主回路部MC) 電源主回路部MCは、図6に示すように、低周波電源AS、直流電源RDCおよび高周波発生部HFIから構成されている。低周波交流電源ASは、例えば100V商用交流電源からなる。直流電源RDCは、整流回路からなり、入力端が低周波交流電源ASに接続し、低周波交流電圧を非平滑直流電圧に変換して、その直流出力端から出力する。高周波発生部HFIは、高周波フィルタHFFおよびハーフブリッジ形インバータ主回路HBIからなる。高周波フィルタHFFは、両線路にそれぞれ直列の一対のインダクタL1、L2および一対のインダクタL1、L2の前後で両線路間に接続された一対のコンデンサC1、C2からなり、直流電源RDCおよび後述するハーフブリッジ形インバータ主回路HBIの間に介在して、高周波が低周波交流電源AS側へ流出するのを阻止する。ハーフブリッジ形インバータ主回路HBIは、直流電源RDC出力端間に直列接続され、駆動回路DCの駆動信号により励振されて交互にスイッチングする一対のMOSFETQ1、Q2および一対のMOSFETQ1、Q2に並列接続されたコンデンサC3、C4からなる。コンデンサC3、C4は、インバータ動作中に高周波バイパス作用を行う。     (Power Supply Main Circuit Unit MC) As shown in FIG. 6, the power supply main circuit unit MC includes a low frequency power supply AS, a DC power supply RDC, and a high frequency generation unit HFI. The low frequency AC power supply AS is composed of, for example, a 100V commercial AC power supply. The DC power supply RDC is composed of a rectifier circuit, the input terminal is connected to the low frequency AC power supply AS, converts the low frequency AC voltage into a non-smooth DC voltage, and outputs it from the DC output terminal. The high frequency generator HFI includes a high frequency filter HFF and a half-bridge inverter main circuit HBI. The high frequency filter HFF includes a pair of inductors L1 and L2 in series on both lines, and a pair of capacitors C1 and C2 connected between the lines before and after the pair of inductors L1 and L2, and includes a DC power supply RDC and a half described later. It is interposed between the bridge-type inverter main circuit HBI and prevents high frequency from flowing out to the low frequency AC power supply AS side. The half-bridge inverter main circuit HBI is connected in series between the output terminals of the DC power supply RDC and is connected in parallel to a pair of MOSFETs Q1 and Q2 and a pair of MOSFETs Q1 and Q2 that are alternately switched by being excited by a drive signal of the drive circuit DC. Consists of capacitors C3 and C4. Capacitors C3 and C4 perform a high frequency bypass action during inverter operation.

(出力回路OC) 出力回路OCは、異なる出力周波数のそれぞれにおいて、高周波電源HFSを効率が高い状態で作動させるために、高周波電源HFSに対する負荷として異なる周波数においてインピーダンス変換を行うことにより、ほぼ等しいインピーダンスおよび位相差を呈するように作用して、高周波電力を効率よく出力するための手段である。そして、図5に示すように、線路に直列に挿入されたコンデンサCssおよびインダクタLssの直列回路と、この直列回路の後段において線路に並列接続されたインダクタLppおよびコンデンサCppの並列回路とからなる。     (Output Circuit OC) The output circuit OC performs substantially the same impedance by performing impedance conversion at different frequencies as a load on the high frequency power supply HFS in order to operate the high frequency power supply HFS in a state of high efficiency at each of different output frequencies. And means for efficiently outputting high-frequency power by acting so as to exhibit a phase difference. As shown in FIG. 5, the circuit includes a series circuit of a capacitor Css and an inductor Lss inserted in series on the line, and a parallel circuit of an inductor Lpp and a capacitor Cpp connected in parallel to the line at a subsequent stage of the series circuit.

また、出力回路OCは、高周波電源HFSがスイッチング手段としてMOSFETを用いた直列共振方式のハーフブリッジ形インバータ主回路HBI含んで構成されているので、MOSFETの出力容量Cossの充放電電圧が0Vになるスイッチング手段のデッドタイムdt中に出力電流Iを転流する負荷条件を異なる周波数で実現する定数をそれぞれの回路部品に設定して構成されている。   Further, since the output circuit OC is configured so that the high frequency power supply HFS includes a series resonance type half-bridge inverter main circuit HBI using a MOSFET as a switching means, the charge / discharge voltage of the MOSFET output capacitance Coss becomes 0V. Each circuit component is configured with constants that realize load conditions for commutating the output current I during the dead time dt of the switching means at different frequencies.

さらに、出力回路は、その周波数−インピーダンス特性が周波数f1、f2のところに現れている2つの並列共振点と、それらの中間においてインピーダンスが極大になっている直列共振点とを有している。要するに、第1および第2の出力周波数f1、f2のときに出力回路OCは、並列共振状態となる。   Further, the output circuit has two parallel resonance points whose frequency-impedance characteristics appear at the frequencies f1 and f2, and a series resonance point where the impedance is maximized between them. In short, the output circuit OC is in a parallel resonance state at the first and second output frequencies f1 and f2.

さらにまた、出力回路OCは、その周波数−位相特性が位相0°の通過点が3つある。周波数f1、f2のところが所定位相角になっている2つの並列共振点と、それらの中間においてインピーダンスが極大になっている直列共振点とを有している。   Furthermore, the output circuit OC has three passing points whose frequency-phase characteristics are at a phase of 0 °. There are two parallel resonance points where the frequencies f1 and f2 are at a predetermined phase angle, and a series resonance point where the impedance is maximized between them.

(周波数制御部FC) 周波数制御部FCは、図4に示すように、発振器OSCおよび駆動信号発生回路DCからなる。高周波発振器OSCは、発振周波数可変形であり、図示しない外部信号源により制御されて可変周波数の高周波励振信号を発生して、駆動回路DCに入力する。駆動回路DCは、プリアンプからなり、高周波発振器OSCから送出された高周波信号を増幅して駆動信号を出力する。     (Frequency Control Unit FC) As shown in FIG. 4, the frequency control unit FC includes an oscillator OSC and a drive signal generation circuit DC. The high-frequency oscillator OSC is a variable oscillation frequency type, and is controlled by an external signal source (not shown) to generate a high-frequency excitation signal having a variable frequency and input it to the drive circuit DC. The drive circuit DC is composed of a preamplifier, and amplifies the high frequency signal sent from the high frequency oscillator OSC and outputs a drive signal.

<誘導コイル選択手段PAM> 誘導コイル選択手段PAMは、図7に示すように、第1および第2の周波数弁別フィルタ手段F1、F2からなる。第1および第2の周波数弁別フィルタ手段F1、F2は、それぞれ接続する第1の誘導コイルIC1に対して予め設定された周波数の高周波電力を選択的に通過させるためのフィルタ手段である。第1および第2の周波数弁別フィルタ手段F1、F2は、線路に直列接続したコンデンサCC1、CC2と、線路に並列接続したコンデンサCpp1、Cpp2と、第1および第2の誘導コイルIC1、IC2から見た誘導コイルIC1、IC2および加熱ローラHRの等価インダクタンスLc1、Lc2との直並列共振回路からなる。なお、誘導コイル側から見た誘導コイルIC1、IC2および加熱ローラHRの等価回路は、図7に示すように、インダクタンスLc1、Lc2と、抵抗Rc1、Rc2との並列回路からなる。実際には、さらに分布容量が並列接続しているが、この分布容量は小さいので、コンデンサCpp1、Cpp2の静電容量を分布容量より1桁以上大きい値にすれば、実際上無視して差し支えない。   <Induction Coil Selection Unit PAM> As shown in FIG. 7, the induction coil selection unit PAM includes first and second frequency discrimination filter units F1 and F2. The first and second frequency discrimination filter means F1 and F2 are filter means for selectively allowing high-frequency power having a preset frequency to pass through the first induction coil IC1 connected thereto. The first and second frequency discriminating filter means F1 and F2 are seen from the capacitors CC1 and CC2 connected in series to the line, the capacitors Cpp1 and Cpp2 connected in parallel to the line, and the first and second induction coils IC1 and IC2. The induction coils IC1 and IC2 and the equivalent inductances Lc1 and Lc2 of the heating roller HR are included in a series-parallel resonance circuit. As shown in FIG. 7, the equivalent circuit of the induction coils IC1 and IC2 and the heating roller HR viewed from the induction coil side includes a parallel circuit of inductances Lc1 and Lc2 and resistors Rc1 and Rc2. Actually, the distributed capacitances are further connected in parallel. However, since this distributed capacitance is small, if the capacitances of the capacitors Cpp1 and Cpp2 are set to a value larger by one digit or more than the distributed capacitance, they can be ignored in practice. .

そうして、誘導コイル選択手段PAMの周波数−高周波電圧特性は、例えば図8に示すようになる。図において、曲線F1は第1の周波数弁別フィルタ手段F1の特性を示し、曲線F2は第2の周波数弁別フィルタ手段F2の特性を示している。したがって、周波数f1のときには、第1の周波数弁別フィルタ手段F1は、Va1の高周波電圧を出力し、第2の周波数弁別フィルタ手段F2は、Vb1の高周波電圧を出力する。また、周波数f2のときには、第1の周波数弁別フィルタ手段F1は、Va2の高周波電圧を出力し、第2の周波数弁別フィルタ手段F2は、Vb2の高周波電圧を出力する。   Then, the frequency-high frequency voltage characteristic of the induction coil selection means PAM is as shown in FIG. 8, for example. In the figure, a curve F1 shows the characteristics of the first frequency discrimination filter means F1, and a curve F2 shows the characteristics of the second frequency discrimination filter means F2. Therefore, at the frequency f1, the first frequency discrimination filter means F1 outputs the high frequency voltage Va1 and the second frequency discrimination filter means F2 outputs the high frequency voltage Vb1. At the frequency f2, the first frequency discrimination filter means F1 outputs a high-frequency voltage Va2, and the second frequency discrimination filter means F2 outputs a high-frequency voltage Vb2.

<誘導加熱ローラ装置の動作> 低周波交流電源ASの低周波交流電圧は、高周波電源HFSの電源主回路部MC内において、直流電源部RDCにより直流電圧に変換され、さらに高周波発生部HFIで高周波電圧に変換されて高周波電圧として出力される。この高周波出力電圧は、さらに出力回路OCと、誘導コイル選択手段PAMとを経由して、静止状態の第1および第2の誘導コイルIC1、IC2に印加される。   <Operation of Induction Heating Roller Device> The low-frequency AC voltage of the low-frequency AC power supply AS is converted into a DC voltage by the DC power supply unit RDC in the power supply main circuit unit MC of the high-frequency power supply HFS, and further the high-frequency generation unit HFI It is converted into a voltage and output as a high frequency voltage. This high-frequency output voltage is further applied to the stationary first and second induction coils IC1 and IC2 via the output circuit OC and the induction coil selection means PAM.

加熱ローラHRの第1および第2の加熱領域A、Bを同時に使用するために、第1および第2の加熱領域A、Bを同一温度に加熱する場合、図示しない外部信号源が操作されて高周波電源HFSの高周波出力の出力周波数は、第1の周波数f1に設定され、高周波電源HFSが作動する。このとき、図8に示すように、第1および第2の周波数弁別フィルタ手段F1、F2は、ともにそれらの周波数−高周波電圧特性が第1の周波数f1の高周波出力電圧が等しい値、換言すれば0.5の割合で出力するように予め設定されているので、第1および第2の周波数弁別フィルタ手段F1、F2から出力される高周波出力電圧Va1およびVa2はともに等しい値になる。   In order to use the first and second heating areas A and B of the heating roller HR simultaneously, when the first and second heating areas A and B are heated to the same temperature, an external signal source (not shown) is operated. The output frequency of the high frequency output of the high frequency power supply HFS is set to the first frequency f1, and the high frequency power supply HFS operates. At this time, as shown in FIG. 8, both of the first and second frequency discrimination filter means F1 and F2 have the same frequency-high frequency voltage characteristic of the high frequency output voltage of the first frequency f1, in other words, Since it is preset to output at a ratio of 0.5, the high-frequency output voltages Va1 and Va2 output from the first and second frequency discrimination filter means F1 and F2 are both equal.

これに対して、第2の誘導コイルIC2は、既述のようにその単位誘導コイルIC2のコイルターン数が第1の誘導コイルIC1における単位誘導コイルIC1のそれより多く設定されているので、第2の誘導コイルIC2に対して高周波電源HFSから投入される高周波電力Wb1は、第1の誘導コイルIC1における高周波電力Wa1より大きくなる。そのため、加熱ローラHRの軸方向に沿った熱消費量が均一であるとすれば、図4の点線で示すように第2の加熱領域Bの温度は、第1の加熱領域Aの温度より高くなる。ところが、加熱ローラHRは、図2に示すように、その両端が軸受4、4により回転可能に支持されているので、第2の加熱領域Bに投入された熱が軸受4、4に奪われて、図4の実線に示すように、第1の加熱領域Aの温度とほぼ同一になる。その結果、加熱ローラHRは、その軸方向に均一温度に加熱されるので、加熱領域A、Bの長方にわたるサイズの被加熱体を均質に加熱することができる。 In contrast, the second induction coil IC2 is being number of coil turns of the unit induction coil IC U 2 as described above is set larger than that of the units derived coil IC U 1 of the first inductive coil IC1 Therefore, the high frequency power Wb1 input from the high frequency power supply HFS to the second induction coil IC2 is larger than the high frequency power Wa1 in the first induction coil IC1. Therefore, if the heat consumption along the axial direction of the heating roller HR is uniform, the temperature of the second heating region B is higher than the temperature of the first heating region A as shown by the dotted line in FIG. Become. However, as shown in FIG. 2, both ends of the heating roller HR are rotatably supported by the bearings 4, 4, so that the heat input to the second heating region B is deprived by the bearings 4, 4. Thus, as shown by the solid line in FIG. 4, the temperature is substantially the same as the temperature of the first heating region A. As a result, the heating roller HR is heated to a uniform temperature in the axial direction thereof, so that a heated body having a size over the heating areas A and B can be heated uniformly.

次に、加熱ローラHRの中央部に位置する第1の加熱領域Aのみを使用してサイズの小さい被加熱体を加熱する場合においても、加熱領域Bを保温しておくことにより、再び加熱領域Bを使用して被加熱体を加熱する際に、格別のウオーミングアップ時間を要することなく速やかに加熱処理を行うことができる。このようなときに加熱領域Bを保温するには、高周波電源HFSの出力周波数をf2に設定する。これにより、図8に示すように、誘導コイル選択手段PAMの第1の周波数弁別フィルタ手段F1は、相対的に高いVa2の高周波出力電圧を生じ、第2の周波数弁別フィルタ手段F2は、相対的に低いVb2の高周波出力電圧を生じる。その結果、第1および第2の誘導コイルIC1、IC2に投入される高周波電力は、約0.7:0.3の割合になり、第2の加熱領域Bは、被加熱体の加熱に使用される加熱領域Aの温度と同程度に保温される。   Next, even when only a first heating area A located at the center of the heating roller HR is used to heat a small object to be heated, the heating area B is maintained again by keeping the heating area B warm. When heating the object to be heated using B, heat treatment can be performed quickly without requiring a special warm-up time. In order to keep the heating region B warm in such a case, the output frequency of the high frequency power supply HFS is set to f2. Thereby, as shown in FIG. 8, the first frequency discrimination filter means F1 of the induction coil selection means PAM generates a high-frequency output voltage of relatively high Va2, and the second frequency discrimination filter means F2 is relatively Produces a low Vb2 high frequency output voltage. As a result, the high-frequency power supplied to the first and second induction coils IC1 and IC2 becomes a ratio of about 0.7: 0.3, and the second heating region B is used for heating the object to be heated. The temperature is kept at the same level as the temperature of the heating area A.

図9は、本発明の誘導加熱ローラ装置を実施するための第2の形態を示す加熱ローラおよび誘導コイル装置の位置、ならびに加熱ローラの温度分布の関係を説明する概念図である。本形態は、請求項1および3に準拠している。なお、図4と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本形態は、中間部の加熱領域Aを常時使用のために両端部より高い温度に加熱するように構成したものである。すなわち、加熱領域Aに対向する誘導コイルIC1は、その単位誘導コイルICのコイルターン数が30で、加熱領域Bに対向する誘導コイルIC2の単位誘導コイルICのコイルターン数26より多くなっている。そして、高周波電源から各誘導コイルIC1、IC2に対してほぼ等しい高周波電圧を印加すると、その結果、加熱領域Aの温度は、図9に示すように、加熱領域Bのそれより高くなる。本形態においては、加熱領域Aのみを使用するような比較的サイズの小さな被加熱体と、加熱領域AおよびBをともに使用する比較的サイズの大きな被加熱体とを混合して加熱するような使用の対応の場合に好適である。 FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining the relationship between the position of the heating roller and the induction coil device, and the temperature distribution of the heating roller, showing a second mode for carrying out the induction heating roller device of the present invention. This embodiment complies with claims 1 and 3. Note that the same parts as those in FIG. In this embodiment, the heating area A in the middle part is configured to be heated to a temperature higher than that of the both end parts for constant use. That is, the induction coil IC1 opposed to the heating region A is the coil number of turns is 30 of the unit induction coil IC U, it is greater than the coil turns number 26 of unit induction coil IC U of the induction coil IC2 opposed to the heating region B ing. Then, when a substantially equal high frequency voltage is applied from the high frequency power source to the induction coils IC1 and IC2, as a result, the temperature of the heating region A becomes higher than that of the heating region B as shown in FIG. In this embodiment, a relatively small heated object that uses only the heating area A and a relatively large heated object that uses both the heating areas A and B are mixed and heated. Suitable for use.

図10は、本発明の定着装置を実施するための第1の形態を示す縦断面図である。図において、21は誘導加熱ローラ装置、22は加圧ローラ、23は記録媒体、24はトナー、25は架台、ICは誘導コイルである。本形態は、請求項5に準拠している。なお、誘導加熱ローラ装置21は、図1ないし図9に示す各形態の誘導加熱ローラ装置を用いることができる。なお、誘導コイル装置ICと加熱ローラHRとは、同軸関係に設定されている。     FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment for carrying out the fixing device of the present invention. In the figure, 21 is an induction heating roller device, 22 is a pressure roller, 23 is a recording medium, 24 is toner, 25 is a gantry, and IC is an induction coil. This embodiment complies with claim 5. The induction heating roller device 21 can use the induction heating roller device of each form shown in FIGS. The induction coil device IC and the heating roller HR are set in a coaxial relationship.

加圧ローラ22は、誘導加熱ローラ装置21の加熱ローラHRと圧接関係を有して配設されており、両者の間に記録媒体23を狭圧しながら搬送する。   The pressure roller 22 is disposed so as to be in pressure contact with the heating roller HR of the induction heating roller device 21 and conveys the recording medium 23 while narrowly pressing between them.

記録媒体23は、その表面にトナー24が付着することにより、画像が形成される。なお、記録媒体23は、トナー画像が形成されていて、被加熱体に相当している。   The recording medium 23 forms an image by the toner 24 adhering to the surface thereof. The recording medium 23 has a toner image formed thereon and corresponds to a heated body.

架台25は、以上の各構成要素(記録媒体23を除く。)を所定の位置関係に装架している。   The gantry 25 mounts the above constituent elements (excluding the recording medium 23) in a predetermined positional relationship.

そうして、定着装置は、トナー24が付着して画像を形成している記録媒体23が誘導加熱ローラ装置21の加熱ローラHRと加圧ローラ22との間に挿入されて搬送されるとともに、加熱ローラHRの熱を受けてトナー24が加熱されて溶融し、熱定着が行われる。   In the fixing device, the recording medium 23 on which the toner 24 adheres and forms an image is inserted between the heating roller HR and the pressure roller 22 of the induction heating roller device 21 and conveyed. The toner 24 is heated and melted by receiving heat from the heating roller HR, and heat fixing is performed.

図11は、本発明の誘導コイル装置を実施するための第3の形態および本発明の定着装置を実施するための第2の形態を示す概念的要部断面図である。本形態は、請求項4ないし6に準拠している。図において、図10と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本形態は、誘導コイル装置ICが加熱ローラHRの軸に対してオフセンターになっている。そのため、誘導コイル装置ICと加熱ローラHRとの間には最接近部sが形成される。そして、本形態において、当該最接近部sは、加圧ローラ22に正対する位置に配置されている。なお、加熱ローラHRは、反時計方向へ回転しながら記録媒体23の定着が行われる。 FIG. 11 is a conceptual cross-sectional view showing a third embodiment for implementing the induction coil device of the present invention and a second embodiment for implementing the fixing device of the present invention. This embodiment complies with claims 4 to 6. In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, the induction coil device IC is off-center with respect to the axis of the heating roller HR. Therefore, the closest part s A is formed between the induction coil unit IC and the heating roller HR. In the present embodiment, the closest approach part s A is disposed at a position facing the pressure roller 22. The heating roller HR fixes the recording medium 23 while rotating counterclockwise.

そうして、最接近部sは、誘導コイル装置ICが加熱ローラHRの内面に接近するため、両者の磁気結合が強くなり、その近傍に2次誘導電流が多く流れるので、点線により囲んだ加熱ローラHRの領域に高い温度上昇が得られる。その結果、より少ない高周波電力の投入でありながら、定着性能が向上する。 Then, since the induction coil device IC approaches the inner surface of the heating roller HR, the closest approach portion s A is surrounded by a dotted line because the magnetic coupling between the two becomes strong and a lot of secondary induced current flows in the vicinity thereof. A high temperature rise is obtained in the area of the heating roller HR. As a result, the fixing performance is improved while using less high-frequency power.

図12は、本発明の定着装置を実施するための第3の形態を示す概念的要部断面図である。図において、図11と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本形態は、最接近部sが加熱ローラHRの回転方向の前方約45°に位置している。 FIG. 12 is a conceptual cross-sectional view showing a third embodiment for carrying out the fixing device of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. This embodiment, the closest portion s A is positioned forward approximately 45 ° in the rotational direction of the heating roller HR.

そうして、最接近部sが加熱ローラHRの回転方向の前方に位置しているので、最接近部sで強く加熱された部位が直ぐ記録媒体23の位置に来るので、記録媒体23の加熱が効果的に行われる。 Then, since the closest part s A is positioned forward of the rotational direction of the heating roller HR, the site which is heated strongly in the closest part s A comes immediately position of the recording medium 23, recording medium 23 Is effectively performed.

図13は、本発明の画像形成装置を実施するための一形態としての複写機の概念的断面図である。図において、31は読取装置、32は画像形成手段、33は定着装置、34は画像形成装置ケースである。     FIG. 13 is a conceptual cross-sectional view of a copying machine as an embodiment for carrying out the image forming apparatus of the present invention. In the figure, 31 is a reading device, 32 is an image forming means, 33 is a fixing device, and 34 is an image forming device case.

読取装置31は、原紙を光学的に読み取って画像信号を形成する。   The reading device 31 optically reads a base paper to form an image signal.

画像形成手段32は、画像信号に基づいて感光ドラム32a上に静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させて反転画像を形成し、これを紙などの記録媒体に転写して画像を形成する。   The image forming means 32 forms an electrostatic latent image on the photosensitive drum 32a based on the image signal, attaches toner to the electrostatic latent image to form a reverse image, and transfers this to a recording medium such as paper. To form an image.

定着装置33は、図10ないし12のいずれかに示した構造を有し、記録媒体に付着したトナーを加熱溶融して熱定着する。   The fixing device 33 has the structure shown in any one of FIGS. 10 to 12, and heat-fixes the toner adhering to the recording medium by heating and melting.

画像形成装置ケース34は、以上の各装置および手段31ないし33を収納するとともに、搬送装置、電源装置および制御装置などを備えている。   The image forming apparatus case 34 accommodates the above-described devices and means 31 to 33, and includes a transport device, a power supply device, a control device, and the like.

本発明の誘導加熱ローラ装置を実施するための第1の形態を示し、図1は装置全体の概要を示す回路ブロック図1 shows a first embodiment for carrying out an induction heating roller device of the present invention, and FIG. 1 is a circuit block diagram showing an outline of the entire device. 同じく誘導コイル装置および加熱ローラの一部切欠中央断面正面図Similarly, a partially cut center front view of the induction coil device and the heating roller 同じく誘導コイル装置および加熱ローラの横断面図Similarly, cross-sectional view of induction coil device and heating roller 同じく加熱ローラおよび誘導コイル装置の位置、ならびに加熱ローラの温度分布の関係を説明する概念図Similarly, a conceptual diagram for explaining the relationship between the position of the heating roller and the induction coil device and the temperature distribution of the heating roller 同じく誘導コイル装置の接続態様を示す回路図The circuit diagram which similarly shows the connection aspect of an induction coil apparatus 同じく高周波電源の電源主回路部および周波数制御部を示す回路図Similarly, a circuit diagram showing a power supply main circuit section and a frequency control section of a high-frequency power supply 同じく出力回路および誘導コイル選択手段の回路図Similarly circuit diagram of output circuit and induction coil selection means 同じく第1および第2の誘導コイルに投入される高周波電力と出力周波数の関係を示す周波数−高周波電力特性を概念的に示すグラフSimilarly, a graph conceptually showing a frequency-high frequency power characteristic showing the relationship between the high frequency power input to the first and second induction coils and the output frequency. 本発明の誘導加熱ローラ装置を実施するための第2の形態を示す加熱ローラおよび誘導コイル装置の位置、ならびに加熱ローラの温度分布の関係を説明する概念図The conceptual diagram explaining the relationship between the position of a heating roller and the induction coil apparatus which shows the 2nd form for implementing the induction heating roller apparatus of this invention, and the temperature distribution of a heating roller 本発明の定着装置を実施するための第1の形態を示す縦断面図1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment for carrying out the fixing device of the present invention. 本発明の誘導コイル装置を実施するための第3の形態および本発明の定着装置を実施するための第2の形態を示す概念的要部断面図Conceptual principal part sectional drawing which shows the 3rd form for implementing the induction coil apparatus of this invention, and the 2nd form for implementing the fixing device of this invention 本発明の定着装置を実施するための第3の形態を示す概念的要部断面図FIG. 4 is a conceptual cross-sectional view showing a third embodiment for carrying out the fixing device of the present invention. 本発明の画像形成装置を実施するための一形態としての複写機の概念的断面図1 is a conceptual sectional view of a copying machine as an embodiment for carrying out an image forming apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

A、B…加熱領域、HR…加熱ローラ、IC…誘導コイル装置、IC1…第1の誘導コイル、IC2…第2の誘導コイル、IC1、IC2…単位誘導コイル A, B ... heating region, HR ... heating roller, IC ... induction coil unit, IC1 ... first induction coil, IC 2 ... second induction coil, IC U 1, IC U 2 ... Unit induction coil

Claims (8)

後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱するとともに、被加熱体のサイズに応じて複数の加熱領域に切り換えられる加熱ローラと;
加熱ローラの軸方向に分散し、かつ、加熱ローラの各加熱領域にそれぞれ対向して配設された複数の誘導コイルを含み、各誘導コイルは並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、単位誘導コイルのコイルターン数が加熱領域に応じて異なっている誘導コイル装置と;
誘導コイル装置に高周波電力を供給する高周波電源と;
誘導コイル装置の各誘導コイルに供給する高周波電力を制御して加熱ローラの加熱領域を切り換える誘導コイル選択手段と;
を具備していることを特徴とする誘導加熱ローラ装置。
A heating roller that is magnetically coupled to an induction coil device to be described later, generates heat by an induced current, and is switched to a plurality of heating regions according to the size of the object to be heated;
The induction coil includes a plurality of induction coils distributed in the axial direction of the heating roller and arranged to face the respective heating regions of the heating roller, and each induction coil includes a plurality of unit induction coils connected in parallel. And an induction coil device in which the number of coil turns of the unit induction coil differs depending on the heating region;
A high frequency power supply for supplying high frequency power to the induction coil device;
Induction coil selection means for controlling the high frequency power supplied to each induction coil of the induction coil device and switching the heating region of the heating roller;
An induction heating roller device comprising:
後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱するとともに、中間部に位置する第1の加熱領域および両端部に位置する第2の加熱領域を有する加熱ローラと;
加熱ローラの第1の加熱領域に対向して配設された第1の誘導コイルおよび第2の加熱領域に対向して配設された第2の誘導コイルを含み、各誘導コイルは並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、第2の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数が第1の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数より多くなっている誘導コイル装置と;
誘導コイル装置に高周波電力を供給する高周波電源と;
誘導コイル装置の各誘導コイルに供給する高周波電力を制御して加熱ローラの加熱領域を切り換える誘導コイル選択手段と;
を具備していることを特徴とする誘導加熱ローラ装置。
A heating roller that is magnetically coupled to an induction coil device to be described later and generates heat by an induced current, and has a first heating region located at an intermediate portion and second heating regions located at both ends;
A first induction coil disposed opposite to the first heating region of the heating roller and a second induction coil disposed opposite to the second heating region, each induction coil being connected in parallel A plurality of unit induction coils, and an induction coil device in which the number of coil turns of the unit induction coil in the second induction coil is greater than the number of coil turns of the unit induction coil in the first induction coil;
A high frequency power supply for supplying high frequency power to the induction coil device;
Induction coil selection means for controlling the high frequency power supplied to each induction coil of the induction coil device and switching the heating region of the heating roller;
An induction heating roller device comprising:
後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱するとともに、中間部に位置する第1の加熱領域および両端部に位置する第2の加熱領域を有する加熱ローラと;
加熱ローラの第1の加熱領域に対向して配設された第1の誘導コイルおよび第2の加熱領域に対向して配設された第2の誘導コイルを含み、各誘導コイルは並列接続された複数の単位誘導コイルを備えているとともに、第1の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数が第2の誘導コイルにおける単位誘導コイルのコイルターン数より多くなっている誘導コイル装置と;
誘導コイル装置に高周波電力を供給する高周波電源と;
誘導コイル装置の各誘導コイルに供給する高周波電力を制御して加熱ローラの加熱領域を切り換える誘導コイル選択手段と;
を具備していることを特徴とする誘導加熱ローラ装置。
A heating roller that is magnetically coupled to an induction coil device to be described later and generates heat by an induced current, and has a first heating region located at an intermediate portion and second heating regions located at both ends;
A first induction coil disposed opposite to the first heating region of the heating roller and a second induction coil disposed opposite to the second heating region, each induction coil being connected in parallel An induction coil device comprising a plurality of unit induction coils, wherein the number of coil turns of the unit induction coil in the first induction coil is greater than the number of coil turns of the unit induction coil in the second induction coil;
A high frequency power supply for supplying high frequency power to the induction coil device;
Induction coil selection means for controlling the high frequency power supplied to each induction coil of the induction coil device and switching the heating region of the heating roller;
An induction heating roller device comprising:
後記誘導コイル装置に磁気結合して誘導電流により発熱する加熱ローラと;
加熱ローラ内の軸方向に沿い、かつ、加熱ローラの軸に対してオフセンターに配設されることによって加熱ローラの内面との間に最接近部が形成される誘導コイル装置と;
誘導コイルに高周波電力を供給する高周波電源と;
を具備していることを特徴とする誘導加熱ローラ装置。
A heating roller that is magnetically coupled to an induction coil device to generate heat by an induced current;
An induction coil device in which a closest portion is formed between the inner surface of the heating roller by being arranged along the axial direction in the heating roller and off-center with respect to the axis of the heating roller;
A high frequency power supply for supplying high frequency power to the induction coil;
An induction heating roller device comprising:
加圧ローラを備えた定着装置本体と;
定着装置本体の加圧ローラに加熱ローラを圧接関係に対設して、両ローラ間にトナー画像が形成された記録媒体を挟んで搬送しながらトナー画像を定着するように配設された請求項1ないし4のいずれか一記載の誘導加熱ローラ装置と;
を具備していることを特徴とする定着装置。
A fixing device body provided with a pressure roller;
A heating roller is provided in a pressure contact relationship with the pressure roller of the fixing device main body so as to fix the toner image while conveying a recording medium on which a toner image is formed between both rollers. An induction heating roller device according to any one of 1 to 4;
A fixing device.
加圧ローラを備えた定着装置本体と;
定着装置本体の加圧ローラに加熱ローラを圧接関係に対設して、両ローラ間にトナー画像が形成された記録媒体を挟んで搬送しながらトナー画像を定着するように配設されるとともに、加熱ローラと誘導コイルとの最接近部の熱を利用して被加熱体を加熱するように配設されている請求項4記載の誘導加熱ローラ装置と;
を具備していることを特徴とする定着装置。
A fixing device body provided with a pressure roller;
A heating roller is disposed in pressure contact with the pressure roller of the fixing device main body, and is arranged to fix the toner image while conveying the recording medium on which the toner image is formed between both rollers, The induction heating roller device according to claim 4, which is disposed so as to heat an object to be heated using heat of a closest part between the heating roller and the induction coil;
A fixing device.
加圧ローラを備えた定着装置本体と;
定着装置本体の加圧ローラに加熱ローラを圧接関係に対設して、両ローラ間にトナー画像が形成された記録媒体を挟んで搬送しながらトナー画像を定着するように配設されるとともに、加熱ローラと誘導コイルとの最接近部が加熱ローラと加圧ローラとの接触部より加熱ローラの回転方向の前方に位置している請求項4記載の誘導加熱ローラ装置と;
を具備していることを特徴とする定着装置。
A fixing device body provided with a pressure roller;
A heating roller is disposed in pressure contact with the pressure roller of the fixing device main body, and is arranged to fix the toner image while conveying the recording medium on which the toner image is formed between both rollers, The induction heating roller device according to claim 4, wherein the closest approach portion between the heating roller and the induction coil is positioned in front of the contact portion between the heating roller and the pressure roller in the rotation direction of the heating roller;
A fixing device.
記録媒体にトナー画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置本体と;
画像形成装置本体に配設されて記録媒体のトナー画像を定着する請求項5ないし7のいずれか一記載の定着装置と;
を具備していることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus main body provided with an image forming means for forming a toner image on a recording medium;
A fixing device according to any one of claims 5 to 7, which is disposed in the image forming apparatus main body and fixes a toner image on a recording medium;
An image forming apparatus comprising:
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