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感应加热辊装置，该装置具备：对应于被加热体的尺寸可切换成长度不同的多个加热区域的加热辊ＨＲ；与加热辊ＨＲ的多个加热区域对向地配置的多个第１感应线圈ＩＣ１、ＩＣ３；与跨越加热辊ＨＲ的相邻的加热区域的部位对向地配置的第２感应线圈ＩＣ２；向第１和第２感应线圈ＩＣ１、ＩＣ３、ＩＣ２供给高频电力的高频电源ＨＦＳ；和用于向与和被加热体的尺寸相对应的加热辊的加热区域对向地设置的第１感应线圈ＩＣ１、ＩＣ３和跨越加热辊ＨＲ的加热区域的第２感应线圈ＩＣ２选择性地供给高频输出的感应线圈选择装置Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及感应加热辊装置、具有该装置的定影装置和图像形成装置。在特开2000-215974号公报中记载了一种震颤线圈，该震颤线圈按照接近于被加热体的方式配置，以使得作为被加热体的磁性体制的加热辊产生感应电流，线圈线材平面地缠绕并沿被加热体的曲面变形，与震颤线圈的纵向两端的被加热体相反的一侧则沿着震颤线圈的曲面设置有磁性体铁芯。(
技术介绍
1)另外，在特开2000-215971号公报中记载了一种感应加热装置，该感应加热装置具备电磁感应发热性的加热旋转体，即加热辊，和配置于加热旋转体内侧的磁通量发生装置，通过从磁通量发生装置产生的高频感应磁通量的作用，使得加热旋转体被电磁感应发热，从而加热被加热体，磁通量发生装置具备由磁性体构成的磁芯和缠绕在磁芯上的电磁转换线圈，磁性体磁芯则具备缠绕着电磁转换线圈的磁芯部分，和用来使磁通量从磁芯部分向加热旋转体的一部分集中的，且前端部之间存在磁性空间间隙并对向的磁通量感应芯体部分。(
技术介绍
2)
技术介绍
1和2，都是利用涡流耗损的加热方式(以下称为“涡流耗损方式”)，与在IH容器中被实用化的相同的工作原理。而且，在涡流耗损方式中使用的高频的频率为20～100kHz左右。与此相对，在特开昭59-33787号公报中记载有，一种高频感应加热辊，该加热辊具备由导电部件构成的圆筒状辊本体即加热辊，同心状配置在辊本体内的圆筒状线圈骨架，和螺旋状卷绕在线圈骨架的外周，通过通电使辊本体内产生感应电流而进行加热的感应线圈。(
技术介绍
3)在
技术介绍
3中，圆筒状辊本体成为闭合电路的次级线圈，感应线圈成为初级线圈，两者之间产生变压器耦合，在圆筒状辊本体的次级线圈中感应产生次级电压。由此，根据该次级电压，通过在次级线圈的闭合电路内流通次级电流，圆筒状辊本体是利用发热的次级侧电阻的发热导致的加热方式(以下称为“变压器方式”)。变压器方式，由于在为了使涡流耗损方式引起的磁性耦合增强而使恒定效率增高的同时，可以加热整个加热辊，与
技术介绍
1和2比较，存在定影装置的结构简单的优点。另外，再加上将工作频率设定为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，提高电力传输效率。因此，可以提高加热的总效率，达到节省电能的目的。还有，与涡流耗损方式比较，也存在定影装置的结构简单的优点。进而，涡流耗损方式的加热辊导致的热容量可以变得很小。因此，变压器方式更适合于热定影的高速化。本专利技术者们先完成了一项变压器耦合方式的专利技术，该专利技术通过形成一种由空心变压器与感应线圈耦合、可以自由旋转地被支持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，可以提高由感应线圈向加热辊的电力传输效率，可以获得能对加热辊进行高效加热的显著效果。本专利技术作为特愿2001-016335号由本专利技术的申请人提出了申请。根据本专利技术，在对加热辊进行感应加热可以节省电能的同时，还可使将热定影高速化变得容易。另一方面，在复印机、打印机等图像形成装置中，大多设计成使形成图像的纸张的尺寸可以有多种选择。为对应这种功能，要求根据纸张尺寸变更加热辊的发热区域。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种加热辊的轴向上的温度分布可变的感应加热辊装置、具备该装置的定影装置和图像形成装置。本专利技术的权利要求1的感应加热辊装置，其特征在于具备为了与下述的感应线圈磁耦合、由感应电流导致发热的同时，对应于被加热体的尺寸可切换为长度不同的多个加热区域，分散配置于加热辊的轴向上的与加热辊的多个加热区域对向配置的多个第1感应线圈；对向配置于跨越加热辊的相邻加热区域的部位上的第2感应线圈；以及为了向与被加热体的尺寸相对应的加热辊的加热区域对向的第1感应线圈和跨越该加热区域的第2感应线圈选择性地供给来自高频电源的高频电力的介与上述高频电源与被选择的第1感应线圈和相邻的第2感应线圈之间的，选择性地向被选择的第1感应线圈和相邻的第2感应线圈供给高频电源的高频输出的感应线圈选择装置。关于感应线圈在本专利技术中，“感应线圈”是用于对加热辊按照需要进行加热的装置，它通过使其本身产生的磁场与加热辊交链而使加热辊上感生次级电流，且使其产生电阻发热，从而将加热辊加热，它分散地设置加热辊的轴向上的第1和第2感应线圈构成。而且，虽然可以由下述的高频电源直接或者经由阻抗匹配电路和/或高频传输电路被施加偏压，即被震颤，同时与加热辊发生磁耦合，例如空芯变压器耦合，但是，感应线圈既可以相对于旋转的加热线圈为静止的，也可以与加热辊一起或分别地旋转。进而，在旋转的情况下，在频率可变的高频电源和感应线圈之间也可以插入旋转的集电机构。还有，“空芯变压器耦合”不只是意味完全空芯的变压器耦合，而且还包含实质上被认为是空芯的变压器耦合的情况。但是，如果需要，为涡流耗损加热方式的电磁耦合也可以。另外，感应线圈可以具备用于支撑它的下述的线圈骨架。在线圈骨架中，可以形成以整卷的状态支撑感应线圈用的螺旋沟。可以将线圈骨架按中空状态构成，内部与用于连接感应线圈的高频传输线路接通。但是，也可以不采用上述的线圈骨架，而是利用合成树脂或玻璃材料直接成形或粘接成形为感应线圈，借此将多个感应线圈维持成规定的形状。再有，感应线圈可以相对于共同的高频电源并联。但是，如果有必要的话，将多个感应线圈串联也可以。另外，感应线圈也可以每个或按组分别与高频电源连接。无论哪一种状态，用于从高频电源向感应线圈供给高频电力的供电导线都最好配置于接近感应线圈内面或外面的位置。在将供电导线贯通感应线圈内部的情况下，若供电导线接近感应线圈的中心轴，则会由于与供电导线交链的磁通量多而导致在内部产生涡流耗损，从而使电力传输效率降低，因此不好。与此相对，采用上述构成，可以使得与供电导线交链的磁通量减少，因此可以相对抑制电力传输效率的降低。还有，多个感应线圈，长度既可以是恒定的，也可以是不同的。向感应线圈供给的高频电力，在共同使用高频电源的情况下，与高频电压的施加时间大致成正比。与此相对，加热辊的温度上升由向每单位长度的感应线圈供给的高频电力的大小所决定。所以，在高频电压的施加时间相同的情况下，相对较长的感应线圈与相对较短的感应线圈相比，温度上升变慢。因此，在切换多个长短不同的感应线圈的同时，以相同温度且迅速地加热其各自对向的加热辊的区域的情况下，优选使得高频电压的施加时间与感应线圈的长度大致成正比地变化。这些控制可以根据下述的感应线圈选择装置来进行。以下对第1和第2感应线圈进行说明。第1感应线圈第1感应线圈，被配置于与与加热辊的加热区域对向的位置上，主要产生该加热区域的发热所必要的高频磁场。因此，第1感应线圈，具有与加热辊的加热区域的长度大致相同或比其稍长的轴向长度。另外，第1感应线圈，也可以相应于其对向的加热区域而由1个感应线圈构成，也可以由被分割为多个的感应线圈构成。关于第2感应线圈第2感应线圈，与跨越加热辊相邻的一对加热区域的部位对向地配置，具有根据需要维持各自加热区域的端部附近温度分布的功能。为此，第2感应线圈，一般来说加热辊的轴向长度比第1感应线圈短。但是，如果有必要的话，也可以具有与第1感应线圈相同程度的长度。另外，第2感应线圈可以由1个或多个感应线圈构成。另外，第2感应线圈，在与第1感应线圈的关系中，容许在相邻的一对第1感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种感应加热辊装置，其特征在于具备：与下述的感应线圈磁耦合、由感应电流导致发热的同时，对应于被加热体的尺寸可切换成长度不同的多个加热区域的加热辊；在加热辊的轴向上分散地配置的，同时与加热辊的多个加热区域对向地配置的多个第１感应线圈； 与跨越加热辊的相邻区域的部位对向地配置的第２感应线圈；向第１和第２感应线圈供给高频电力的高频电源；和介于高频电源和感应线圈之间，对与和被加热体的尺寸相对应的加热辊的加热区域对向的第１感应线圈和跨越加热辊的加热区域的第２感应线圈选 择性地供给高频电源的高频输出的感应线圈选择装置。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：横关一郎，小笠原崇行，田中贵章，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]