感应加热辊装置、定影装置和图像形成装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种改善了在使用尺寸比一个加热区域的最大尺寸小的被加热体时的温度分布的感应加热辊装置、具有它的定影装置以及图像形成装置。该感应加热辊装置，具有借助感应电流而发热并可对应于被加热体ａ的尺寸在多个加热区域Ａ、Ｂ中切换的加热辊ＨＲ、感应线圈装置ＩＣ、以及向感应线圈装置ＩＣ供给高频电力的高频电源ＨＦＳ；该感应线圈装置ＩＣ包括沿加热辊ＨＲ的轴向以第１间隔ｇ１分散的、且与加热辊ＨＲ的各加热区域Ａ、Ｂ分别相对设置的多个感应线圈ＩＣ１、ＩＣ２，该多个感应线圈ＩＣ１、ＩＣ２分别由以第２间隔ｇ２相邻的多个单位感应线圈ＩＣ↓［Ｕ］构成，并且第１间隔在大于２ｍｍ小于等于３０ｍｍ范围，而第２间隔在２ｍｍ或其以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改良的感应线圈装置的感应加热辊装置、具有该感应加热辊装置的定影装置以及图像形成装置。
技术介绍
为了加热定影调色剂图像，迄今为止一直使用的是将卤素灯用作热源的加热辊，然而其存在效率差、需要大电力的问题。于是，人们正在进行试图通过引入感应加热方式来解决这一问题的开发。用于这种目的的感应加热方式，已知的有涡流耗损方式和变压器方式。涡流耗损方式与在IH罐式电饭锅等中被实用化的具有相同的工作原理。另外，在涡流耗损方式中所使用的高频的频率约为20～100kHz左右。与此相对，变压器方式，由于比涡流耗损方式磁性耦合更强因而其恒定效率增高，并且可以加热整个加热辊，所以与涡流耗损方式相比，具有定影装置的结构简单的优点。另外，再加上通过将工作频率设定为100kHz以上、优选为1MHz以上的高频，这样可以增大感应线圈的Q值而提高电力传输效率。因此，可以提高加热的总效率而实现节省电力。此外，与涡流耗损方式相比较，还具有定影装置的结构简单的优点。进而，与涡流耗损方式的加热辊相比还可以使其热容量变得相当小。因此，变压器方式更适合于热定影的高速化。进而，作为变压器方式的改良形式，由本专利技术的申请人申请了一种空芯变压器耦合方式的专利(参见专利文献1)，这种空芯变压器耦合方式，通过形成一种使与感应线圈进行空心变压器耦合的可以旋转地被支撑的由中空结构构成的加热辊的次级侧的电阻值、与次级电抗大致相等的闭合电路，从而可以获得能够提高由感应线圈向加热辊的电力传输效率、高效率地对加热辊进行加热的显著效果。通过该专利技术，可以很容易地实现加热辊的感应加热的电力节省、并同时使热定影的高速化。而且，为了能够与形成了调色剂图像的被定影用纸的尺寸相对应地、仅对感应辊的所希望的加热区域进行加热，已由本专利技术人开发出了一种沿感应加热辊的轴向配置被分割成多个的多个感应线圈，并且可对与特定区域相对应的感应线圈有选择地施加高频电力的技术(参见专利文献2)。在上述的配置多个感应线圈并可以切换加热辊的加热区域的结构中，为了使加热辊的轴向的温度分布均匀，构成为使各感应线圈内的线圈匝间隔与相邻的一对感应线圈间的间隔相等。专利文献1特开2002-222688号公报。专利文献2特开2003-317923号公报。在相对于加热辊的一个加热区域，使尺寸比所容许的最大尺寸的被定影用纸小的被定影用纸通过的情况下，因为由被定影用纸将热吸走，所以使被定影用纸通过的区域温度会降低。然而，该加热区域内的没有通过被定影用纸的剩余的区域仍然处于高温状态。因此，当要使温度降低了的该加热区域回到当初的状态而经由感应线圈施加高频电力进行加热后，就会使没有通过被定影用纸的剩余的区域处于更高温的状态，因而不仅是无法改善温度分布，而且根据情况不同会有引起冒烟、着火等的危险。因此，以往的感应加热线圈装置，不适用于使尺寸比所容许的最大尺寸的被定影用纸小的被定影用纸通过的利用方式。然而，在如上所述以可在加热辊上选择多个加热区域的方式来构成的情况下，准备具有指定的线圈匝数、线圈直径和轴长的单位感应线圈，根据加热区域的轴长将所需要数量的该单位感应线圈通过感应线圈选择装置相对于高频电源并联连接，由此可以使得对于任意一个加热区域其每一单位轴长的发热量恒定，因此电感加热辊装置的设计变得容易。然而，虽然是使每单位轴长的发热量恒定，但因为根据加热辊的热移动方式或用于加热被加热体的使用方式等各种情况，热消耗的形式会有所不同，所以加热辊的温度不一定是恒定的。例如，在其两端部支撑加热辊的情况下，由于在两端部配置有轴承机构，所以加热辊的热容易向两端部的轴承机构转移，因此加热辊两端部的温度容易降低。此外，在加热辊上设定多个加热区域的情况下，通常是设计成使位于加热辊的中央部的加热区域的使用比例最大。因此，在这种情况下，由于加热辊的中央部的热消耗最大，所以优选地设计成使该部分中的升温效率优异。此外，在组装固定感应加热辊装置而构成加热由形成了调色剂图像的记录媒体构成的被加热体的定影装置时，希望加热效率高而定影性能良好。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种在加热辊的轴向可以有选择地设定多个加热区域，并且改善了在相对于加热辊的一个加热区域使尺寸小于所容许的最大尺寸的被加热体通过时的温度分布的感应加热辊装置、具有该感应加热辊装置的定影装置以及图像形成装置。本专利技术的另一目的在于，提供一种在加热辊的轴向可以有选择地设定多个加热区域的情况下，在使用加热辊的一个加热区域进行加热时，使加热辊全体保持大致相同的温度，从而在加热下一被加热体时不需要或者缩短预热时间的感应加热辊装置、具有该感应加热辊装置的定影装置以及图像形成装置。作为本专利技术的第1特征的结构的感应加热辊装置，具有加热辊、与该加热辊进行磁性耦合的感应线圈装置、以及向该感应线圈装置供电的高频电源；上述加热辊被构成为借助于感应电流而发热、并可根据被加热体的尺寸在多个加热区域中切换；上述感应线圈装置，包含以与上述加热辊的加热区域对向并进行磁性耦合而使加热区域产生感应电流的方式配设的、并且以大于2mm小于等于30mm的第1间隔相邻接的多个感应线圈；各个感应线圈，由分别具有大致紧密缠绕的多个线圈匝、并且以2mm或其以下的第2间隔沿加热辊的轴向相邻且相互并联连接的多个单位感应线圈构成。在具有第1特征本专利技术中，对于加热辊中的多个加热区域之中特定的加热区域，可通过对与其相对向地配置的感应线圈加载以从高频电源输出的高频电力，而有选择地将其加热。另外，由于该感应线圈为使用多个单位感应线圈而构成、且相邻的单位感应线圈之间的第2间隔被设定在2mm或其以下，所以在其加热时加热区域内的温度分布均匀。因此，如果使被加热体通过该加热区域，则可以将被加热体均匀地加热到所需要的程度。因此，例如最适合于定影形成了调色剂图像的所期望尺寸的定影用纸。但如果第2间隔超过2mm，则加热区域内的温度分布的变化会过大。第2间隔优选在1.5mm或其以下。此外，由于在与加热辊的多个加热区域分别相对向的多个感应线圈之间，形成有被设定在大于2mm小于等于30mm范围内的第1间隔，所以在通过高频电力有选择地对特定的感应线圈加载时，在相邻的加热区域之间形成低温部。因此，当使用被选择性地加热了的加热区域对被加热体进行加热时，在被加热体的尺寸小于该加热区域所容许的最大尺寸的情况下，在该加热区域的没有通过被加热体的剩余的部位会残留热。但该残留的热会向上述低温部扩散。其结果是，呈现出即使使尺寸小于最大尺寸的被加热体通过、加热辊中被选择的加热区域的温度也可一致化、从而防止局部的温度过高的作用。另外，当第1间隔在2mm或其以下时，在相邻的感应线圈之间不会形成实质上的低温部。此外，当超过30mm时，相邻的感应线圈之间的低温部的温度降低会过于明显，会使得加热辊的温度分布的不均匀过大。与此相对，如果第1间隔在大于2mm小于等于30mm范围内，可以在加热辊的加热区域之间形成有效的并且不会使加热辊的温度分布的不均匀过大的低温部。另外，相邻的感应线圈之间的间隔优选在3mm～15mm范围内。作为本专利技术第2特征的结构的感应加热辊装置，具有加热辊、与该加热辊进行磁性耦合的感应线圈装置、向该感应线圈装置供电的高频电源、以及高频电力分配装置；上述加热辊被构成为借助于感应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应加热辊装置，其特征在于，具有加热辊、与该加热辊磁性耦合的感应线圈装置、以及向该感应线圈装置供电的高频电源；上述加热辊被构成为借助感应电流而发热、并可对应于被加热体的尺寸在多个加热区域中切换；上述感应线圈装置， 包含以与上述加热辊的加热区域对向并进行磁性耦合而使加热区域产生感应电流的方式配设的、并且以大于２ｍｍ小于等于３０ｍｍ的第１间隔相邻的多个感应线圈；各个感应线圈，分别由具有大致紧密缠绕的多个线圈匝、并且以２ｍｍ或其以下的第２间隔沿加热辊的轴向相邻且相互并联连接的多个单位感应线圈构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中贵章，小笠原崇行，贵家学，前田祥平，土井洋幸，鈴木俊也，
申请(专利权)人：哈利盛东芝照明株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]