CN1452436A - 感应加热辊装置、定影装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

感应加热辊装置、定影装置和图像形成装置

技术领域

本发明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。

背景技术

为了加热定影调色剂图像，迄今为止使用的是将卤素灯作为热源的加热辊，但存在效率差，需要大电力的缺点。因此，人们正在开发一种通过引入感应加热方式来解决这一问题的方案。

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。(背景技术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。(背景技术2)

背景技术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。(背景技术3)

在背景技术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，与背景技术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。

本发明者们先完成了一项变压器耦合方式的发明，该发明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。本发明作为特愿2001-016335号由本发明的申请人提出了申请。根据本发明，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。

发明内容

本发明的目的在于，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。

本发明的权利要求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

在本发明中，“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***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感应线圈之间形成的间隙中***配置第2感应线圈的形式。但是，通过以相邻的一对第1感应线圈的端部与端部重合的方式配置，可以使加热区域的温度均匀度变得更加良好。

关于高频电源

高频电源为向第1和第2感应线圈施加偏压产生高频电力，向第1和第2感应线圈供应。另外，虽然高频电源的输出频率(或其范围)基本上是未被限定的，但在变压器方式的情况下，构成为能输出1MHz以上的高频是有效的。其理由是因为通过达到1MHz以上的高频，能够使感应线圈的Q值增大，从而进一步提高电力传输效率的缘故。电力传输效率增高时，加热的总效率就增高，从而能够达到省电的目的。但是，实际上通过达到15MHz以下的频率，能够尽可能较容易地避免放射噪音的问题。再有，从适当的有源元件(例如可以使用下述的MOSFET)的经济性及高频噪音抑制的容易性等观点来看，优选为1～4MHz。还有，本发明即使是涡流耦合方式(涡流加热方式)也可以，但在这种情况下，优选为20～100MHz范围内的频率。

另外，为了产生高频，实际上是直接或者间接地用半导体开关元件等有源元件将直流或者低频交流转换成高频。为了由低频交流得到高频电力，可以用整流元件将低频交流转换成直流。该直流既可以是用平滑电路形成的平滑直流，也可以是非平滑直流。为了将直流转换成高频，可以使用增幅器及换流器等电路元件。作为增幅器，可以应用例如电流变换效率高的E级增幅器等。另外，也可以应用半桥式换流器。进而，作为有源元件，优选高频特性优良的MOSFET。可以构成为并联连接多个高频电源回路，合成各高频电源回路的高频输出后施加在感应线圈上。由此，由于既是所希望的电力，各高频电源回路的输出小也可以，所以将MOSFET作为有源元件，能够廉价、高效地产生高频电流。

再有，高频电源，可以设置为向第1和第2感应线圈共同供给高频电流。但是，有必要时，也允许相对于第1和第2感应线圈分别配置不同的高频电源，进一步是在第1和第2感应线圈由多个感应线圈构成的情况下，可以相对于各感应线圈分别配置不同的或者分组的多个高频电源。例如，可以相对于第1感应线圈配置共同的第1高频电源，相对于第2感应线圈配置共同的第2高频电源。

还有，高频电源的输出频率，既可以是恒定的，也可以是可变的。在后述的感应线圈选择装置由开关元件构成的情况下，无论输出频率是恒定和可变中的哪一种，均可选择所希望的感应线圈，向该感应线圈供给高频电流。与此相对，感应线圈选择装置由滤波器装置及谐振电路构成的情况下，有必要使高频电源的输出频率成为可变的。为使高频电源的输出频率成为可变，例如可以使用使激振电路的振荡频率为可变等已知的频率可变方法。并且，有必要时，可以构成为例如使启动时的投入电力比通常运转时的大，以进行急速加热。

关于感应线圈选择装置

感应线圈选择装置，是插在高频电源和感应线圈之间的控制装置，以便选择性地向期望的感应线圈供给高频电源的高频输出，例如可以由滤波器装置、谐振电路或开关装置等构成。如果多个感应线圈中希望连续供给高频电力的感应线圈有1个或多个的话，则该感应线圈与高频电源之间也可以不***感应线圈选择装置。但是，剩下的感应线圈被构成为通过***的感应线圈选择装置来控制高频电力的供给。以下对感应线圈选择装置的各构成示例进行说明。

另外，通过使用感应线圈选择装置改变向感应线圈施加高频电压的时间。可以使向第1和第2感应线圈的单位长度上供给的高频电力相同，也可以使相同单位长度的投入电力发生变化。为了控制高频电压的施加时间，例如可以在频率变化的基础上进行PWM控制。由此，即使表观上看为同一施加时间，也可以使实际上接通高频电流的实际施加时间不同。另外，PWM控制既可以按高频的每半个周期进行，也可以相对地按低频例如1～100Hz左右进行。

(1)由滤波器装置构成的情况下

滤波器装置***在频率可变型高频电源和感应线圈之间，通过使外加在滤波器装置上的高频的频率发生变化而响应，可以选择性地主要向多个感应线圈中期望的一个或多个感应线圈供给高频电力。作为滤波器装置应该具备的滤波器特性，可以为带通型、带阻型、低通型和宽通型中的任意一种形式。另外，作为滤波器装置的构成，可以为模拟型、有源型和数字型中的任意一种。再有，滤波器装置可以相对于感应线圈串联或并联连接。

接着，对滤波器装置的滤波特性和感应线圈的选择通电的关系进行说明。滤波器特性为带通型时，若控制可变高频电源以使可变高频电源输出该通过频带的频率，与滤波器连接的感应线圈，由于通入通过滤波器装置的高频电力，所以可以选择性地加热该感应线圈对向的加热辊的区域。因此，例如，利用频率选择性地切换2个感应线圈的通电时，准备2个通过频带不同的滤波器装置，其中一个与一方的感应线圈连接，另一个与另一方的感应线圈连接，以使频率可变型的高频电源的输出频率处于各自的通频带内的方式进行切换。滤波器装置的滤波特性为带阻型时为向感应线圈通电，可以使衰减频带以外的频带的频率从频率可变型的高频电源输出即可。另外，感应线圈选择性地不通电时，可以输出阻频带内的频率即可。为低通型和宽通型时，任何一个都是只要输出通频带的频率，就可以给该感应线圈通电。不加偏压时，不输出通带频率即可。

而且，滤波器装置是与输入其的高频的频率选择性地响应驱动，来控制通过该滤波器装置的高频电力。因此，通过变化电源频率，可以选择性地给所希望的感应线圈通电。由此，可以根据希望切换加热辊的加热区域的长度。

另外，由于介于各感应线圈和频率可变型的高频电源之间，用于控制向感应线圈供给高频电力的控制部分由滤波器装置构成，由于不会受到感应线圈构成的影响，故可以进行稳定的控制。

(2)由谐振电路构成的情况下

谐振电路是将感应线圈作为谐振电路要素而构成的。感应线圈由于主要包含电感，一般可以通过追加电容器来构成谐振电路。谐振电路相对于频率可变型的高频电源可以是串联谐振电路和并联谐振电路中的任意一种。前者是相对于频率可变型的高频电源，连接感应线圈和电容器的串联连接电路。后者是相对于频率可变型的高频电源，连接感应线圈和电容器的并联连接电路。但是，如果需要，也可以在感应线圈之外附加电感。而且，将第1和第2感应线圈作为谐振电路构成部件来构成多个谐振电路的情况下，这些谐振电路的谐振频率至少为两种以上。

进而，如果需要，可以在多个谐振电路之间，构成为选择度的Q值的大小与谐振频率都具有至少2个不同的值。即，构成为一方的谐振电路的Q值的大小相对于其他的谐振电路要小。例如，感应线圈为3个以上，因此这些感应线圈附属的谐振电路为3个以上的情况下，各谐振电路的谐振频率和Q值的大小为不同的2种或3种。多个感应线圈中，在有与加热辊的比较共同地被加热的加热区域对向的主感应线圈和与只在被切换时选择性地被加热的加热辊的加热区域对向的副感应线圈的情况下，主感应线圈附属的谐振电路的Q值设定得较大。若Q值大，则谐振特性变得陡峭，选择性变强。与此相对，副感应线圈附属的谐振电路的Q值设定得较小。若Q值小，则谐振特性变得平缓，选择性变弱。但是，有必要的话，也可以与上述相反地构成。

而且，Q较大的谐振电路与高频电源的输出频率调谐，主感应线圈被通电时，由于Q值较小的谐振电路也在一定程度上调谐，因此副感应线圈也较弱地被通电。因此，副感应线圈将对向的加热区域预热。由此，接着副感应线圈被选择开始通电时，加热辊的该加热区域的温度上升速度变快。

(3)由开关元件构成的情况下

开关元件，有接点型和无接点型，其中的任意一种都可以。感应线圈与开关元件的连接虽然一般是串联方式，但是如果需要，也可以构成为并联连接，通过使感应线圈短路，截断高频电力向感应线圈的供给。而且，在后者的连接方式中，容许多个感应线圈与高频电源串联连接。

另外，并不只是相对于全部的多个感应线圈配置开关元件，也可以构成为根据需要，在一部分感应线圈上不配置开关元件，向感应线圈连续稳定地供给高频电流。这样的感应线圈，在切换加热辊的加热区域的情况下，无论为何种长度的加热区域，始终都与被加热的共同加热区域对向。但是，剩余的感应线圈构成为通过开关元件与高频电源连接。

再有，通过开关元件选择性地向所希望的感应线圈供给高频电力时，通过利用控制装置暂时停止高频电源的高频输出，可以减小开关元件的触点容量，同时可以确实地进行可靠性较高的感应线圈的切换。控制装置，可以机械地或电学地与开关元件连动，也可以不连动。无论是哪一种方式，只要在利用开关元件对感应线圈进行切换时，将开关元件中的高频输出控制为暂时停止即可，对其具体的构成并无特别限定。由于加热辊具有热惯性，所以高频输出的停止时间在1秒以内，优选为0.5秒以内的话，就可以避免加热辊的温度发生不希望的降低。

关于加热辊

加热辊被构成为与下述的感应线圈磁耦合，通过感应电流发热的同时，对应被加热体的尺寸可切换成多个不同长度的加热区域。为此，加热辊具备形成闭合电路的次级线圈，该次级线圈与感应线圈磁耦合，例如空芯变压器耦合。后者的情况下，闭合电路的次级侧电阻值具有与次级线圈的次级电抗大致相等的值。而且，所谓的次级侧电阻值与次级电抗“大致相等”，是指将次级侧电阻值设为Ra，次级电抗设为Xa，且α＝Ra/Xa时，满足下式1的范围。另外，关于规定下式条件的理由公开于本发明人所提出的日本专利申请特愿2001-016335中。还有，次级侧电阻值可以通过测定而求得。次级电抗则可以通过计算求得。进而，α优选为0.25～4倍的范围，最优选为0.5～2倍的范围。

式1：0.1＜α＜10

另外，加热辊可以设置单个或多个次级线圈。在设置多个次级线圈的情况下，优选将这些线圈在加热辊的轴向上分散设置。为了支撑次级线圈，可以使用由绝缘性物质构成的辊基体。另外，可以在辊基体的外面、内面或辊基体的内部设置次级线圈。

还有，加热辊根据被加热体的尺寸来形成多种不同长度的加热区域。即，为了使调色剂图像定影等而使用加热辊的情况下，构成为根据纸张尺寸而使加热区域发生变化。加热区域的变化是通过与后述的感应线圈的协动来进行的。以调色剂图像定影的情况为例对加热区域进行说明。例如定影A4尺寸纸张的调色剂图像时，将纸张纵向放置进行定影和将纸张横向放置进行定影，二者所需的加热区域的长度是不同的。另外，例如定影A4尺寸的纸张时，和定影B4尺寸的纸张时的加热区域的宽度不同。另一方面，定影中使得必须的加热区域以外的区域发热是电力的浪费，必须避免这种情况。还有，在必要的加热区域中，必须要进行均匀的发热。再有，即使在2个不同的加热区域，也存在无论对于哪一个区域都共同起作用的共同加热部位和只相对于各自的加热区域起作用的单独加热部位。进而，共同加热部位和单独加热部位的配置方式有，将共同加热部分只放在左右的任何一方，单独加热部位则放在另一方进行配置的方式，和将共同加热部位配置在中央，其左右配置单独加热部位的方式，在本发明中，其中的哪一种方式都可以。

再有，可以同导体层、导电线和导电板等导体来形成次级线圈。为了得到期望的次级侧电阻值，导体层可以采用以下的材料和制造方法。在利用厚膜成型法(涂敷+烧结)形成的情况下，可以使用选自Ag、Ag+Pd、Au、Pt、RuO₂和C中的材料。作为涂敷方法，可以使用丝网印刷法、辊涂法和喷涂法等。与此相对，在利用电镀、蒸镀或阴极溅射法形成的情况下，可以使用选自Au、Ag、Ni和Cu+(Au、Ag)中的材料。导电线和导电板可以利用Cu、Al等。而且，在Cu、Al的情况下，为了防止氧化，最好在表面上形成防锈保护膜。另外，在用Fe或SUS(不锈钢)构成辊基体的情况下，辊基体的表面层通过高频的表皮效应而作为次级线圈起作用。因此，也可以不设置上述特殊的次级线圈。但是，即使在这种情况下，如果需要，可以与辊基体不同地另外设置次级线圈。而且，即使在Fe或不锈钢等构成的辊基体中，也可以在表面上形成锌膜等防锈保护膜。

下面，为了得到更实际的加热辊，根据需要允许附加以下的构成。

1有关辊基体

为了支撑次级线圈，可以使用由绝缘物质构成的辊基体。这种情况下，次级线圈可以设置在辊基体的外表面、内表面或内部。绝缘性的辊基体可由陶瓷或玻璃制成。并且，考虑辊基体的耐热性、较强的抗冲击性和机械强度等，例如可以使用以下的材料。作为陶瓷材料，例如有氧化铝、莫来石、氮化铝、氮化硅等。作为玻璃，例如有结晶化玻璃、石英玻璃及派热克斯玻璃(注册商标)等。

2有关热扩散层

热扩散层，作为提高加热辊轴向上的温度均匀度的手段，可以根据需要将其设置在导体层的上侧。因此，热扩散层可以使用沿加热辊轴向的热传导良好的物质。热导率高的物质常见的有Cu、Al、Au、Ag及Pt等电导率高的金属。但是，热扩散层相对于导体层材料具有同等或以上的热导率即可。因此，热扩散层也可以是与导体层相同的材料。

另外，热扩散层由导电性物质构成的情况下，与导体层电接触也可以，但是，通过介在绝缘膜地设置，也可起到隔断放射噪音的辐射的作用。再有，由于高频磁场未作用到热扩散层，所以不能在热扩散层感应产生足以有助于发热的次级电流。

3有关保护层

为了提高对加热辊的机械保护及电绝缘，或弹性接触性及调色剂分离性，可以根据需要设置保护层。作为前者用的保护层的构成材料和后者用的保护层的材料，可以分别使用玻璃和合成树脂。作为玻璃，可以从硼硅酸锌系玻璃、硼硅酸铅系玻璃、硼硅酸系玻璃及铝硅酸盐系玻璃中选择使用。另外，作为后者，可以选自硅树脂、氟树脂、聚酰亚胺树脂+氟树脂及聚酰胺树脂+氟树脂中选择使用。并且，在使用聚酰亚胺树脂+氟树脂及聚酰胺树脂+氟树脂时，氟树脂设置在外侧。

4有关加热辊的形状

加热辊可以根据需要形成顶部(crown)。作为顶部，可以是鼓状及桶状中的任一形状。

5有关加热辊的旋转机构

为使加热辊旋转的机构，可以适当选择已知的机构。并且，热定影调色剂图像的情况下，可以构成为与加热辊正对地设置加压辊，形成有调色剂图像的记录介质通过两个辊之间时被加热而使调色剂融着在记录介质上。

当向多个感应线圈上施加高频电压时，从感应线圈产生高频磁场并与加热辊的次级线圈交链。即，感应线圈成为初级线圈，感应线圈与次级线圈之间进行磁耦合，例如变压器耦合。其结果是，由于次级线圈形成闭合电路，故其内部在加热辊的圆周方向上流通次级电流。由于次级线圈具有适当的次级侧电阻值，因此次级电流导致焦耳热产生，从而使加热辊温度上升。另外，若为1MHz以上的高频产生的变压器耦合，则与空芯变压器耦合相比，由于电力传输效率升高，例如为95％以上，故达到节省电能的目的。

另外，在本发明中，由于在与加热辊的加热区域对向的第1感应线圈的基础上，在与跨越相邻的加热区域的部位对向的部位配置有第2感应线圈的同时，还在介于高频电源和感应线圈之间，具有选择性地向与对应于被加热体尺寸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感应线圈供给高频电源的高频输出的感应线圈选择装置，所以在加热某个加热区域时，通过也对跨越相邻的加热区域的第2感应线圈加偏压，因此使得加热区域内的温度分布均匀度良好。另外，在对应于不同的被加热体的尺寸加热相邻的加热区域时，通过向上述第2感应线圈加偏压，同样地也可在不同长度的加热区域内，使其温度分布的均匀度良好。综上所述，第2感应线圈于相邻的2个加热区域具有共同的功能。

因此，在将感应线圈装置用于图像形成装置的调色剂图像定影中时，在只优选加热使加热辊的温度上升与纸张尺寸相适应的区域的同时，各自的加热区域内的温度分布均匀度良好。

再有，根据本发明，可以容易地在加热辊上设定多种加热区域。若以在以相邻的一对第1感应线圈a、b之间配置第2感应线圈c的构成为例来说明，则可以描述如下。即，将与一方的第1感应线圈a对向的加热辊的部位设为加热区域A，而与另一方的第1感应线圈b对向的部位设为加热区域B，则在要加热加热区域A时，就同时对第1感应线圈a和第2感应线圈c加偏压。其结果是，由于加热区域A与感应线圈a、c的中央部分对向，所以被均匀加热。在要加热加热区域B时，同时对另一方的第1感应线圈b和第2感应线圈c加偏压。其结果是，加热区域B以上述同样的原因被均匀加热。还有，若对第1感应线圈a、b和第2感应线圈c加偏压，则可以均匀加热加热区域A和B连接而成的加热区域C。

综上所述，设定加热区域A、B和C成为可能。

还有，通过作为感应线圈选择装置使用滤波器装置，可以同时对第1和第2感应线圈加偏压，对加热辊的希望加热区域进行加热。例如，在上述加热区域切换形态中，向感应线圈a供给高频电力时的感应线圈选择装置的通过频率设为f1。另外，向感应线圈b供给高频电力时的感应线圈选择装置的通过频率设为f2。再有，向感应线圈c供给高频电力时的感应线圈选择装置的通过频率设为f3。

在上述构成中，控制高频电源的输出频率，以规定的低频顺序循环地从f1到f2再到f3进行切换。其结果是，由于感应线圈a、b、c，在以低频被PWM控制的同时，在表观上被同时通电，所以加热辊的加热区域A和B被同时加热。因此，若将加热区域A+B作为加热区域C，则通过同时加热感应线圈a、b、c，就可以加热宽度较大的加热区域C。

接着，若控制高频电源的输出频率，以规定的低频顺序循环地从f1到f3进行切换，就可以对加热辊的加热区域A进行加热。

进而，若控制高频电源的输出频率，以规定的低频顺序循环地从f2到f3进行切换，就可以对加热辊的加热区域B进行加热。

感应线圈选择装置在谐振电路的情况下，也基本上具有与上述滤波器装置相同的作用。

根据本发明，可提供了一种通过具备以上说明的构成，使加热辊的轴向温度分布成为可变的同时，无论在哪一个加热区域温度的分布都均匀，而且容易设定多种加热区域的感应加热辊装置。

根据本发明优选的第1实施方式，第2感应线圈被设置在与加热辊相邻的加热区域对向的第1感应线圈之间。

在第1实施方式中，根据上述构成，感应线圈的外周面平坦。由此，可以使得感应线圈与加热辊接近，得到较高的磁耦合。

根据本发明的优选第2实施方式，第2感应线圈被配置成其两端与与加热辊的相邻的加热区域对向的第1感应线圈重合。

而且，在第2实施方式中，根据上述构成，更容易使与第1和第2感应线圈对向的加热辊的加热区域内的温度分布进一步均匀化。

由于第1和第2感应线圈在两端重合，所以，为了不发生由于该部分的磁场增强而引起的加热辊的温度过高，可以将线圈的节距相对地拉大。

根据本发明的优选第3实施方式，高频电源，是可以共同地向多个的第1和第2感应线圈供电，且输出频率为可变的频率可变型的高频电源；感应线圈选择装置，是介于频率可变型的高频电源与感应线圈之间的对频率选择地响应来控制通过的高频电流的滤波器装置。

在本实施方式中，若多个感应线圈中欲供给连续高频电力的感应线圈为1个或多个，也可以不在该感应线圈和频率可变型的高频电源之间介入滤波器装置。但是，剩余的感应线圈可以构成为通过介入的滤波器装置来控制高频电力的供给。

而且，在第3实施方式中，多个感应线圈和频率可变型的高频电源之间***滤波器装置，该滤波器装置通过对频率选择性地响应来控制通过该滤波器装置的高频电力。因此，通过改变电源频率，可以选择性地向所希望的感应线圈施加偏压。因此，可以根据需要来切换加热辊的加热区域的长度。在图像形成装置的调色剂图像定影中使用感应线圈时，可以只优选加热被加热辊的温度上升适合于纸张尺寸的区域。但是，若构成滤波器装置，以向多个感应线圈同时供给高频电力的同时，选择频率，以使多个滤波器装置分别成为通带，则可以使各感应线圈变成几乎相等的温度加热。因此，也可以适合加热较大尺寸的纸张。

接下来，对滤波器装置的滤波器特性和感应线圈的选择性的偏压的关系进行说明。滤波器特性为带通型时，若控制可变高频电源以使可变高频电源输出该通带的频率，由于与滤波器连接的感应线圈由通过滤波器装置的高频电力被施加偏压，所以可以选择性地加热该感应线圈对向的加热辊的区域。因此，例如，根据频率来选择性地切换2个感应线圈的偏压时，准备2个通带不同的滤波器装置，使其中一个与一方的感应线圈连接，另一个与另一方的感应线圈连接，使频率可变型的高频电源的输出频率处于各自的通频带内进行切换即可。滤波器装置的滤波器特性为频带阻塞型时，为了对感应线圈施加偏压，使频率可变型的高频电源输出阻塞频带以外的频率带的频率即可。另外，在要选择性地不对感应线圈加偏压时，只要输出阻塞频带内的频率即可。为低通型和宽通型时，任何一个都是只需输出通频带的频率，就可以对该感应线圈施加偏压。在不加偏压时，不输出通频带的频率即可。

另外，由于介于各感应线圈和频率可变型的高频电源之间，由滤波器装置构成控制向感应线圈供给高频电力的部分，因此不会受到感应线圈构成的影响，从而可以进行稳定的控制。

根据本发明优选的第4实施方式，高频电源是可以共同地向多个第1感应线圈供给电力，且其输出频率为可变的频率可变型的高频电源；感应线圈选择装置是被构成为介于频率可变型的高频电源和感应线圈之间，且作为谐振电路要素包含感应线圈，谐振频率和Q值的大小不同的多个谐振电路。

第4实施方式，涉及利用谐振电路来切换多个感应线圈的构成的改良。

感应线圈，为了减小下述谐振电路的Q值，有必要的话，容许利用电阻值相对较大的导体来形成感应线圈。另外，在感应线圈上也可以连接外加的电阻器。

谐振电路是将感应线圈作为谐振电路要素构成的。感应线圈由于主要包含电感，因此一般可以通过追加电容器来构成谐振电路。谐振电路相对于频率可变型的高频电源可以是串联谐振电路和并联谐振电路中的任意一种。前者是相对于频率可变型的高频电源，连接感应线圈和电容器的串联连接电路。后者是相对于频率可变型的高频电源，连接感应线圈和电容器的并联连接电路。但是，如果需要，也可以在感应线圈之外附加电感。

另外，包含有多个感应线圈的多个谐振电路，其谐振频率和Q值的大小分别至少具有2个不同的值。即，其中一方的谐振频率和其他的谐振频率互不相同。另外，Q值的大小，其中一个相对较大，其他的则相对较小。例如，感应线圈为3个以上，因此这些感应线圈附属的谐振电路为3个以上的情况下，各谐振电路的谐振频率和Q值的大小为相互不同的2种或3种。例如，在多个感应线圈中，有与加热辊的比较共同地被加热的区域对向的第1感应线圈和与只在切换时选择性地被加热的加热辊的区域对向的第2感应线圈时，第1感应线圈附属的谐振电路的Q值设定得较大。若Q值大，则谐振特性变得陡峭，选择性变强。与此相对，第2感应线圈附属的谐振电路的Q值设定得较小。若Q值小，则谐振特性变得平缓，选择性变弱。但是，有必要的话，也可以构成为与上述相反。

再有，有必要的话，容许构成为不在全部的多个感应线圈上附设谐振电路，特定的感应线圈例如与加热辊的通常共同加热区域对向的感应线圈上不附设谐振电路。

而且，在第4实施方式中，通过使用多个感应线圈，在欲选择性地加热所希望的加热辊的轴向的特定部分的情况下是有效的。即，通过改变频率可变型的高频电源的输出频率，使与加热辊欲选择性地加热的区域对向的一个感应线圈调谐至与作为谐振电路要素的谐振电路的谐振频率吻合，可以向该感应线圈选择性地供给高频电力。与此相对，向未调谐的构成谐振电路的另一个感应线圈的高频电力供给，变得非常少或实质没有进行。但是，在本发明中，由于其他感应线圈的谐振电路的Q值较小，谐振变得平缓。为此，即使频率可变型的高频电源的输出频率成为一方的感应线圈的谐振频率，也会进行某种程度的谐振，对另一方的感应线圈适当地施加偏压。其结果是，与一方的感应线圈对向的加热辊的一方的区域处于加热状态时，与其他感应线圈对向的加热区域的其他区域可以被维持在预热状态。因此，可以加快其他区域的温度上升。

与此相对，当频率可变型的高频电源的输出频率变为其他感应线圈的谐振频率时，由于其中一方的感应线圈的谐振电路不调谐，所以该一方的区域不被加热。但是，若频率可变型的高频电源的输出频率为某种程度地进入该一方的感应线圈的谐振电路的谐振区域的频率，则由于其他感应线圈的谐振特性平缓，因此不但充分加热其他感应线圈，而且可以构成为由于一方的感应线圈的谐振电路也适当地谐振，故与该一方的感应线圈对向的加热辊的一个区域将维持预热状态。

如上所述，根据第4实施方式，由于多个谐振电路的谐振频率和Q值的大小互不相同，故可以对加热辊选择的区域进行多样地加热。

根据本发明优选的第5实施方式，相邻的一对感应线圈，以缠绕方向互不相同的方式相邻连接。

第5实施方式，在加热辊的轴向上分散配置多个感应线圈的同时，并被构成为可以切换的情况下，规定为能够容易确认是否适当地进行了所希望的切换的构成。即，通过使多个感应线圈中相邻的线圈的缠绕方向互不相同，相邻的一对感应线圈被同时施加偏压时，在感应线圈的相邻部位上，由于磁场被抵消，故该部位的磁场强度降低。其结果是，与加热辊的该相邻部位对向的区域所产生的感应电流变小，因此温度的上升减少，该区域的温度分布降低。因此，通过检测加热辊的该相邻部位的温度，可以检测出加热区域的切换不完全或切换未终了。

在第5实施方式中，检测加热辊的与感应线圈的相邻部位对向的部位上的温度用的装置，并未特别限定。例如，只需在加热辊的该部位上配置热敏电阻等温度检测装置，就可以检测该区域的温度。而且，可以构成为将温度检测装置与保险电路连接，在检测出加热区域的切换不完全或切换未终了时，保险电路自动启动。但是，取代这种构成或附加显示装置及警报装置启动的构成也可以。

根据本发明优选的第6实施方式，具备：与感应线圈连接并被配置于接近感应线圈的位置上的功率因数改善装置；连接高频电源和感应线圈之间的高频输送线路；和介入高频电源与高频输送线路之间且接近高频电源配置的阻抗匹配电路。

根据本发明优选的第7实施方式，具备在外周侧支撑感应线圈且至少一部分上形成凹陷部的线圈骨架；功率因数改善装置被收纳于线圈骨架的凹陷部内。

功率因数改善装置是相对提高在高频输送线路中流动的高频电流的功率因数的装置，由于感应线圈的电抗主要为电感，所以通过附加电容而使得阻抗降低，可以提高功率因数。通过在高频输送线路的终端侧接近感应线圈的位置上连接电容器，可以将电容附加在电路上。电容的连接位置，无论是加热辊的外侧还是内侧都可以。在加热辊的内部配置功率因数改善装置时，最好使用耐热等级较高的陶瓷电容器。

另外，功率因数改善装置可以相对于感应线圈并联或串联连接。再有，功率因数改善装置可以根据希望以被收纳于加热辊内部的状态配置。但是，位于加热辊外部进行配置也可以。还有，功率因数改善装置无论是在加热辊的内还是外，通过在线圈骨架上形成凹陷部，配置于其内部也可以。

在本发明的第7实施方式中，“高频输送线路”是指为了将高频电源产生的高频电力经由阻抗匹配电路向感应线圈供给的输送装置，包含2根平行线路，同轴线路和波导管等的概念。因此，高频输送线路，介于互相分离的阻抗匹配电路和感应线圈之间，并且彼此之间进行电连接。另外，高频输送线路优选配置于加热辊内部接近感应线圈内面或外面的位置上。将由两根平行的线路构成的高频输送线路在感应线圈内部贯通时，若高频输送线路靠近感应线圈的中心轴，则会由于与高频输送线路交链的磁通量增多而导致内部产生涡流耗损且使电力传输效率降低，因此不可取。与此相对，利用上述构成，由于与高频输送线路交链的磁通量变少，所以电力传输效率的降低被相对地抑制。

阻抗匹配电路是指，在高频电源内部的阻抗与负载阻抗不同的情况下，介于两者之间进行阻抗变换，通过使得两者的阻抗匹配，从而提高电力传输效率用的电路装置。阻抗匹配电路的电路构成没有特别限定，可以适当地选择采用已有的各种电路构成。但是，若从阻抗匹配电路看，由于负载包括高频输送线路和感应线圈，所以并不一定要使感应线圈和高频电源匹配。

在本发明的第7实施方式中，由于具备上述构成，在负载的接近感应线圈的位置上将功率因数改善装置与感应线圈连接，所以高频输送线路流动的高频电流的功率因数被改善而得到提高，高频输送线路上附加的VA下降。因此，由于可以降低高频输送线路的电流容量，故可以使用较细的电线，既能达到成本下降的目的，又可使布线围绕作业变得容易。另外，由于高频输送线路中流动的高频电流变小，故从高频输送线路辐射出来的放射噪音降低。

根据本发明优选的第8实施方式，感应加热辊装置具备：与下述的感应线圈磁耦合、由感应电流发热的，且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；沿加热辊的轴向分散配置的，与加热辊的多个加热区域对向，且在任何一个加热区域都具有从两端露出的长度的多个感应线圈；向多个感应线圈供给高频电力的高频电源；和介于高频电源与感应线圈之间且选择性地向与对应于被加热体的尺寸的加热辊的加热区域对向的感应线圈供给高频电源的高频输出的感应线圈选择装置。

在第8实施方式中，感应线圈只要与加热辊的被加热体的尺寸相对应地与长度不同的多个加热区域对向，则既可以对各加热区域由1个线圈构成，也可以由多个线圈构成。另外，感应线圈的两端具有从加热区域的两端露出的长度。例如，加热辊的加热区域由从一端向另一端延伸的加热区域A，和与加热区域A相通且附加有区域C的加热区域B构成的情况下，由于与这些加热区域对向配置的感应线圈从其担当加热区域露出，所以得到遍及各加热区域全长且均匀的温度分布。因此，与加热区域A对向的第1感应线圈的加热辊轴向上的长度a较加热区域A大，且其两端从加热区域A的两端露出。另外，与加热区域B对向的第2感应线圈虽然是在第1感应线圈的基础上附加第3感应线圈而构成的，但是其加热辊轴向上的长度b较加热区域B的长，且其两端自加热区域B的两端露出。

而且，在第8实施方式中，由于加热辊的各加热区域不包含与感应线圈的两端部对向的形成温度梯度的区域，所以各加热区域中的温度分布的均匀度良好。

另外，感应线圈的数量既使较少也可以设定加热辊的宽度不同的多个加热区域，构成也比较简单。

再有，在本发明的第8实施方式中，根据需要可以选择性地将上述的第2至第7实施方式组合起来。

虽然不是本发明的必要的构成要素，但在实施本发明时，根据需要通过选择性地实施以下构成，由于提高性能且增加其功能，故可以获得更有效的感应加热辊装置。

1、线圈骨架

为了按照规定维持感应线圈的规定形状和配置位置，可以使用介质耗损尽量少且耐热性优良的材料制作成的线圈骨架来支撑感应线圈。这种情况下，线圈骨架可以是中空的，也可以是内部充实的。而且，线圈骨架中可以形成整卷状态的螺旋沟或用于收纳高频输送线路且沿轴方向延伸的布线沟。

2、预热控制

启动，即供电开始后的预热期间，可以控制加热辊以较平常运转时低的旋转数旋转。

3、加热辊的温度控制

为了将加热辊的温度在规定范围内维持恒定例如200℃，可以使加热辊的表面与热敏元件导热地接触。而且，将热敏元件与温度控制电路连接。作为热敏元件，可以使用具有负温度特性的热敏电阻或具有正温度特性的非直线电阻元件。

4、输送板

在使用加热辊加热被加热体时，可以构成为加热辊与被加热体直接接触，但是如果需要，也可以在两者之间***输送板。此时，输送板被容许采用无端状或辊状。通过使用输送板，可以顺利地进行被加热体的加热和输送。

本发明的定影装置，其特征在于具备：具有加压辊的定影装置本体；和将加热辊以压接关系对向设置在定影装置本体的加压辊上，两辊之间夹持着已形成调色剂图像的记录介质进行输送的同时，将调色剂图像定影的方式设置的权利要求1～14中任一项所述的感应加热辊装置。

在本发明中，“定影装置本体”是指从定影装置中除去感应加热辊装置的剩余部分。

加压辊和加热辊之间可以是直接压接，但是如果需要，也可以介在输送板等地间接压接。另外，输送板采用无端状或辊状都可以。

而且，在本发明中，可以在加压辊与加热辊之间夹持着已形成调色剂图像的记录介质进行输送，同时高速定影该调色剂图像。

本发明的图像形成装置，其特征在于具备：具备在记录介质上形成调色剂图像的图像形成装置的图像形成装置本体；和设置在图像形成装置本体上，用于将记录介质的调色剂图像定影的权利要求5中所述的定影装置。

在本发明中，“图像形成装置本体”是指从图像形成装置中除去定影装置的剩余部分。另外，图像形成装置是通过间接方式或直接方式在记录介质上形成图像的装置。而且，“间接方式”是指通过转印形成图像的方式。

作为图像形成装置，例如适合使用电子照相复印机、打印机、传真机等。

作为记录介质，例如可以使用转印材料、印刷纸、电子传真纸、静电记录纸等。

另外，在本发明中，可以制成适合高速型的图像形成装置。

附图的简单说明

图1是显示本发明的感应加热辊装置的第1实施例的装置整体的概要的电路方框图。

图2是上述装置的感应线圈和加热辊的部分地剖开的中央纵剖面图。

图3是上述装置的感应线圈和加热辊的横剖面图。

图4是上述装置的电路图。

图5是表示上述装置的感应线圈选择装置的滤波器特性的曲线图。

图6是说明在上述装置的加热辊的加热区域上进行切换和加热辊的温度分布之间关系的示意图。

图7是表示本发明的感应加热辊装置的第2实施例中被加热体的尺寸变化、第1及第2感应线圈的配置和加热辊的温度分布之间关系的示意图。

图8是表示本发明的感应加热辊装置的第3实施例中被加热体的尺寸变化、第1及第2感应线圈的配置和加热辊的温度分布之间关系的示意图。

图9是示意性地表示本发明的感应加热辊装置的第4实施例中第1和第2感应线圈构成的感应线圈配置图。

图10是表示本发明的感应线圈装置的第5实施例中感应线圈和加热辊温度分布的概念图。

图11是表示本发明的感应线圈装置的第6实施例中感应线圈和加热辊温度分布的示意图。

图12是表示本发明的感应线圈装置的第7实施例中感应线圈的示意侧视图。

图13是表示本发明的感应加热辊装置的第8实施例中主要部分的电路图。

图14是上述感应线圈的立体图。

图15是表示上述的2个谐振电路的谐振特性的曲线图。

图16是表示本发明的感应加热辊装置的第9实施例的主要部分说明图。

图17是分解表示本发明的感应加热辊装置的第10实施例中主要部分的同时，表示加热辊的轴向上的温度分布的概念图。

图18是示意性地说明本发明的感应加热辊装置的第11实施例的电路方框图。

图19是上述装置的部分地剖开的中央纵剖面正视图。

图20是沿图19的A-A’线的剖面图。

图21是示意性地说明本发明的感应加热辊装置的第12实施例的电路方框图。

图22是表示本发明的定影装置的一个实施方案的纵剖面图。

图23是作为本发明的图像形成装置的一个实施方案的复印机的示意性剖面图。

具体实施方式

在本发明的感应加热辊装置的第1实施例中，感应加热辊装置具有加热辊HR、第1感应线圈IC1、IC3、第2感应线圈IC2、高频电源HFS和感应线圈选择装置F1、F2、F3。另外，如图2所示，加热辊HR具备旋转机构RM并由其驱动旋转。下面，对上述的每一个构成要素的构成进行详细说明。

有关加热辊HR

加热辊HR具有辊基体1、次级线圈ws和保护层2，并由旋转机构RM驱动旋转。辊基体1是由氧化铝陶瓷制的圆筒体构成，例如长300mm、厚3mm。次级线圈ws是由通过Cu的蒸镀膜形成薄膜形状的圆筒状的单匝线圈构成，在辊基体1的外表面上，大致上跨越轴长方向的整个有效长度地被配置。并且，设定次级线圈ws的厚度以使加热辊HR的圆周方向的次级侧电阻R的值为与次级电抗大致上相等的1Ω。保护层2由氟树脂构成，覆盖在次级线圈ws的外表面上。

旋转机构RM是用于使加热辊HR旋转的结构，具有如下构成。即，如图2所示，它具备：第1端部部件3A、第2端部部件3B、一对轴承4、4、斜齿轮5、键槽齿轮6和马达7。第1端部部件3A由轴承盖3a、驱动轴3b和尖端部3c构成。轴承盖3a自外侧嵌合在加热辊HR在图2中的左端，通过省略图示的螺钉固定在加热辊HR上，以支撑加热辊轴HR的左端。驱动轴3b自轴承盖3a的外侧面中央部向外突出。尖端部3c自轴承盖3a的内侧面中央部向轴承盖3a的内部突出。第2端部部件3B由连接部3d构成。连接部3d从外侧嵌合在加热辊HR在图2中的右端，用省略图示的螺钉固定在加热辊HR上，以支撑加热辊HR的右端。一对轴承4、4中的一个自由旋转地支撑第1端部部件3A的轴承盖3a的外表面。另外，另一个可自由旋转地支撑第2端部部件3B的外表面。从而，加热辊轴HR由固定在其两端的第1及第2端部部件3A、3B和一对轴承4、4自由旋转地支撑。斜齿轮5被安装在第1端部部件3A的驱动轴3b上。键槽齿轮6与斜齿轮5啮合。马达7的转轴直接连接在斜齿轮5上。

有关第1感应线圈IC1、IC3和第2感应线圈IC2

第1感应线圈IC1、IC3与加热辊HR的相邻的加热区域A、B对向配置。与此相对，第2感应线圈IC2配置于一对相邻的第1感应线圈IC1和IC3之间并跨越加热区域A、B的部位上。而且，如图4所示，第1和第2感应线圈IC1、IC3和IC2与加热辊HR的次级线圈ws磁耦合。另外，如图2和图3所示，第1和第2感应线圈IC1、IC3和IC2缠绕装设在线圈骨架8上，并分散配置在加热辊HR的轴向上。再有，在一对供电导线9之间串联连接，两端通过供电导线9与下述的高频电源HFS的输出端连接。

线圈骨架8由氟树脂制的圆柱体构成，具有凹部8a、支撑部8b及通线沟8c。凹部8a形成于线圈骨架8的前端部中央，可相对自由旋转地卡合在旋转机构RM上。支持部8b形成于线圈骨架8的根部，被图中未示出的固定部固定。通线沟8c以细长沟状沿轴向形成于线圈骨架8的外表面的一部分上，其内部收纳有供电导线9。而且，如图3所示，供电导线9被收纳于通线沟8c内部，自线圈骨架8的根部侧导出至外部，通过同轴电缆与高频电源HFS的输出端连接。

并且，第1和第2感应线圈组IC1、IC3及IC2是在静止状态下使用的，由于供电导线9被收纳于通线沟8c内且与各感应线圈IC1、IC3、IC2接近，因为磁通量的交链几乎没有的缘故，所以供电导线9内几乎不产生涡流耗损。

另一方面，由于第1和第2感应线圈IC1、IC3及IC2从第2端部部件3B的连接部3d***加热辊HR的内部，形成于线圈骨架8前端部的凹部8a与第1端部部件3A的尖端部3c卡合，且上述形成于根部的支撑部8b被固定部固定，因此能与加热辊HR呈同轴关系被支撑，与此同时，即使加热辊HR旋转，感应线圈组也可维持静止状态。

有关高频电源HFS

如图4所示，高频电源HFS由低频电源AS、直流电源RDC、高频发生器HFI和阻抗匹配电路MC构成。并且，在图1中，符号HF表示上述中的直流电源RDC、高频发生器HFI和阻抗匹配电路MC的集合体。

低频交流电源AS例如由100V的商用交流电源构成。

直流电源RDC由整流回路构成，输入端连接低频交流电源AS，将低频交流电压转换为非平滑直流电压，然后从其直流输出端输出。

高频发生器HFI由高频滤波器HFF、频率可变型高频振荡器OSC、驱动电路DC、半桥式换流器(half-bridge inverter)主电路HBI、负载电路LC和外部信号源OSS(图1所示)构成。高频滤波器HFF由分别串联在两条电路上的一对电感L1、L2以及在一对电感L1、L2前后连接在两条电路之间的一对电容器C1、C2构成，并设置在直流电源RDC及后述半桥式换流器主电路HBI之间，阻止高频电流流向低频交流电源AS一侧。高频振荡器OSC是振荡频率可变型，由后述外部信号源OSS控制生成可变频率的高频激励信号，输入到驱动电路DC中。驱动电路DC由前置放大器构成，将自高频振荡器OSC输出的高频信号增幅后输出驱动信号。半桥式换流器主回路HBI被串联连接在直流电源RDC的输出端之间，由驱动电路DC的驱动信号激励而交互切换的一对MOSFET Q1、Q2及一对并联在MOSFET Q1、Q2上的电容器C3、C4构成，将直流电源RDC的直流输出电流转换为基本呈矩形波形的高频电流。电容器C3、C4在换流器操作中起高频旁路作用。负载电路LC由直流切换电容器(DC cutcapacitor)C5、电感L3和后述的阻抗匹配电路MC构成。直流切换电容器C5通过一对金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)Q1、Q2阻止直流成分从直流电源DC侧流入负载电路LC中。电感L3和阻抗匹配电路MC形成串联谐振电路，将施加在第1和第2感应线圈IC1、IC2两端的高频电压波形整形为正弦波。由被整形过的高频电压向第1和第2感应线圈IC1、IC3及IC2通电。外部信号源OSS具有控制高频振荡器OSC以使高频电源HFS输出的频率变化，并通过操作选择其振荡频率而对应于加热区域发生变化的功能。

如图4所示，阻抗匹配电路MC是由与高频输出线路串联的电容器C6及并联的电容器C7构成的阻抗变换电路，靠近高频发生器HFI设置。并且，由高频发生器HFI与阻抗匹配电路MC匹配所产生的负载的阻抗，从而起到提高电力传输效率的作用。

有关感应线圈选择装置F1、F2、F3

感应线圈选择装置F1、F2、F3由带通滤波器构成，其通带互不相同。如图5所示，各自的通带，例如感应线圈选择装置F1是1MHz，感应线圈选择装置F2是2MHz，感应线圈选择装置F3是3MHz。并且，感应线圈选择装置F1串联设置在高频电源HFS与第1感应线圈IC1之间。感应线圈选择装置F2同样地与第2感应线圈IC2连接。另外，感应线圈选择装置F3同样地连接第1感应线圈IC3。

有关感应加热辊装置的动作

低频交流电源AS的低频交流电压，通过直流电源RDC被转换为直流电压，再由高频电源HFS转换为高频电压，再经由感应线圈选择装置F1、F3、F2施加于静止状态的第1感应线圈IC1、IC3和第2感应线圈IC2。

操作外部信号源OSS使高频电源HFS高频输出的频率例如以10Hz的低频率在1MHz及2MHz之间循环切换，因为感应线圈选择装置F1能使1MHz通过，所以当高频电源HFS输出1MHz的时候，第1感应线圈IC1间歇性地通电。另外，当高频电源HFS输出2MHz的时候，第2感应线圈IC2间歇性地通电。因此，第1感应线圈IC1及第2感应线圈IC2和与其相对的加热辊HR上的加热区域A的次级线圈ws与空芯变压器耦合，使得在次级线圈ws中沿着加热辊HR的圆周方向感生次级电流。其结果，使次级线圈ws的电阻R产生焦耳热。此时，在图1中，与第1感应线圈IC1上侧的端部、第2感应线圈IC2下侧的端部对向的加热辊HR的部位虽然产生温度梯度，但是与加热区域A对向的感应线圈IC1、IC2由于分别处于中央部位，其结果，如图6(1)所示，加热区域A被均匀地加热。

与此相对，若操作外部信号源OSS，使高频电源HFS的高频输出的频率以例如10Hz的低频率在2MHz及3MHz之间循环切换，因为感应线圈选择装置F2、F3能够分别使符合各自的通过频率的高频电流通过，所以第1感应线圈IC3和第2感应线圈IC2交互的间歇性地通电。其结果，如图6(2)所示，起到了与前述相同的作用，加热辊HR的加热区域B被均匀地加热。

再有，若操作外部信号源OSS，使高频电源HFS的高频输出的频率以例如10Hz的低频率在1MHz、2MHz及3MHz之间循环切换，因为感应线圈选择装置F1、F2、F3能够分别使符合各自的通过频率的高频电流通过，所以第1感应线圈IC1、IC3和第2感应线圈IC2交互的间歇性通电。其结果，如图6(3)所示，起到了与前述相同的作用，作为加热辊HR的加热区域A和B的总和的加热区域C被均匀地加热。

接着，参照图7～图9，对本发明的第2～第4实施例进行说明。而且，在各图中，对于与图1相同的部分使用同一符号表示，并省略说明。

本发明的感应加热辊装置的第2实施例，如图7的中间部分描绘的示意图所示，第1和第2感应线圈由同一线圈规格(线圈长、线圈间距和线圈直径)的5个线圈元件构成，第1感应线圈IC1由与高频电源并联连接的3个线圈元件构成。另外，第1感应线圈IC3和第2感应线圈IC2分别由1个线圈元件构成。加热辊HR构成为可以切换加热区域A和C。再有，被定影体P，其宽度在纵向位置上具有与加热区域A相同的尺寸，在横向位置上具有与加热区域C相同的尺寸。

而且，若第1感应线圈IC1和第2感应线圈IC2被同时通电，如图7下部分所示，加热区域A被均匀加热。因此，如图7上部分所示，可以使由形成有调色剂图像的纸张构成的被加热体P在纵向位置上通过加热辊HR的加热区域A并加热定影。另外，当第1感应线圈IC1、IC3和第2感应线圈IC2被同时通电时，加热区域C被均匀加热。因此，可以使由形成有调色剂图像的纸张构成的被加热体P在横向位置上通过加热辊HR的加热区域C并加热定影。

本发明的感应加热辊装置的第3实施例，如图8的中间部分所示，第1感应线圈由IC1、IC3和IC5构成。并且，第1感应线圈IC3、IC5被分散配置在IC1的两侧，且是IC1的一半长度。另外，第2感应线圈由IC2和IC4构成。而且，第2感应线圈IC2被配置于第1感应线圈IC1和IC3之间。另外，第2感应线圈IC4被配置于第1感应线圈IC1和IC5之间。

而且，当第1感应线圈IC1和第2感应线圈IC2、IC4被同时通电时，如图8上部分所示，加热区域A被均匀加热。因此，可以使由形成有调色剂图像的纸张构成的被加热体P在纵向位置上通过加热辊HR中央处形成的加热区域A并加热定影。

另外，当第1感应线圈IC1、IC3、IC5和第2感应线圈IC2、IC4被同时通电时，分别如图8的上下部分所示，加热辊HR的中央处形成的较长加热区域C被均匀加热。因此，可以使由形成有调色剂图像的纸张构成的被加热体P在横向位置上通过加热辊HR的加热区域C并加热定影。

本发明的感应加热辊装置的第4实施例，如图9所示，第2感应线圈IC2与轴向两端相邻的一对第1感应线圈IC1、IC3的两端重合。另外，第2感应线圈IC2，线圈节距相对较宽，限制了对向的加热辊HR的加热量。

进而，参照图10和图11，对本发明的第5和第6实施例进行说明。而且，在各图中，对于与图6相同的部分使用同一符号表示，并省略说明。

本发明的感应线圈装置的第5实施例，如图10的下部分所示，感应线圈由与加热辊的加热区域对向的2个第1感应线圈IC1、IC3构成。然而，感应线圈IC1形成为自对向的加热区域A的两端露出。另外，感应线圈IC1和IC3从对向的加热区域C的两端露出。

因此，如图10的上部分的(1)所示，加热辊HR的加热区域A的温度分布变得均匀。同样如图10的上部分的(2)所示，加热区域C的温度分布也变得均匀。

本发明的感应线圈装置的第6实施例，如图11的下部所示，感应线圈由与加热辊的加热区域对向的3个第1感应线圈IC1、IC3、IC5构成。然而，感应线圈IC1形成为自对向的加热区域A的两端露出。另外，感应线圈IC1和IC3从对向的加热区域B的两端露出。再有，感应线圈IC1、IC3和IC5自对向的加热区域C的两端露出。

因而，分别如图11的上部分的(1)、(2)和(3)所示，加热辊HR的加热区域A、B和C的温度分布变得均匀。

本发明的感应线圈装置的第7实施例，如图12的上部所示，构成为降低由于与感应线圈相对应的供电导线9、9的长度不同所导致的加热量的影响。即，在3个感应线圈IC1、IC2、IC3沿线圈骨架8的轴向分散，并与一对供电导线9、9并联连接的情况下，在靠近高频电源的感应线圈IC1和远离电源的感应线圈IC3上，插在感应线圈与高频电源之间的供电导线9、9的长度不同。若供电导线9较长，则受到更强的供电导线的分布电容的影响，由于高频电力借助分布电容被旁通，故投入感应线圈IC3的高频电力减少。其结果，加热辊的温度分布不恒定。

因此，在第7实施例中，构成为使感应线圈的直径满足IC1＜IC2＜IC3的条件，越是远离高频电源，其线圈直径越大，从而加热辊的磁耦合越强。即，通过增强感应线圈的磁耦合来补偿供由于电导线9、9的分布电容所导致的高频电力的减少量。其结果，如图12的下部分所示，加热辊轴向的温度分布变为恒定。

本发明的感应加热辊装置的第8实施例，如图8所示，具备由共同的频率可变型高频电源向多个感应线圈选择性地通电时，适合于选择性地切换感应线圈的感应线圈选择装置。另外，对于加热辊和频率可变型高频电源，采用图1～图6所示的第1实施方案中的构成。

即，感应线圈，例如是第1～第3感应线圈IC1、IC2、IC3，如图14所示，这些线圈分散配置在加热辊HR的轴向上。即，第2感应线圈IC2位于加热辊的中央区域，第1和第3感应线圈IC1、IC3则位于加热辊HR的两端区域。

感应线圈选择装置由第1～第3谐振电路RC1、RC2、RC3构成。如图13所示，第1～第3谐振电路RC1、RC2、RC3由各感应线圈IC1、IC2、IC3的电感和电阻，及与各感应线圈IC1、IC2、IC3并联连接的电容器C8、C9、C10形成。因而，谐振电路RC1、RC2、RC3构成并联谐振电路。

另外，第1～第3谐振电路RC1、RC2、RC3，其谐振频率及Q值各不相同。如图15的谐振特性曲线a所示，第1谐振电路RC1，谐振频率例如为1MHz，Q值被设定得较小。如图15的谐振特性曲线b所示，第2谐振电路RC2，谐振频率为2MHz，Q值设定得较大。虽然图15中未显示，但是第3谐振电路RC3的谐振频率为3MHz，Q值设定得较小。

再有，如图14所示，各谐振电路RC1、RC2、RC3各自的电容器C8、C9、C10，集中配置在线圈骨架8的外部。

而且，在本发明的第8实施例中，当将频率可变型高频电源的输出频率变为2MHz时，由于第2谐振电路RC2谐振，其阻抗变得非常大，所以感应线圈IC2的端子电压变为最大，从频率可变型高频电源供给的高频电力集中地向第2感应线圈IC2投入。其结果，在加热辊中，由于与第2感应线圈IC2对向的中央区域集中地感生空芯变压器耦合导致的次级电流，故该区域被加热。

与此相对，位于加热辊HR两端区域的第1和第3感应线圈IC1、IC3，由于它们的谐振电路的Q值小，且选择性较弱，所以即使相对于上述的输出频率显示某种程度的选择性，也对应地向第1和第3感应线圈施加比较低的高频电压。其结果是，与第1和第3感应线圈IC1、IC3对向的加热辊HR的两端区域，稍微被加热从而维持预热状态。

本发明的感应加热辊装置的第9实施例，如图16所示，对长度不同的感应线圈，例如第1和第2感应线圈IC1、IC2，在同一温度下加热，因此是较好的构成。感应加热装置的其他构成为与图1～图6所示的第1实施例相同的构成。但是，与图13和图14所示的第8实施例相同的构成也可以。

即，第1感应线圈IC1的轴向长度为L1，第2感应线圈IC2同样的轴向长度为L2。并且，存在L1＞L2的关系。相对于第1和第2感应线圈IC1、IC2的高频电力的供给，是通过第1和第2滤波器装置从高频电源交互切换而进行的。此时，若向第1感应线圈IC1的高频电力的供给时间设为T1，向第2感应线圈IC2的供给时间设为T2，则T1＞T2，其比率基本上与L1∶L2的比率相等。因此，加热辊HR轴向的几乎整个区域C在均匀温度下被加热。向第1和第2感应线圈IC1、IC2的高频电力的交互切换供给，例如可以通过低频的PWM控制进行。

接着，如只向第1感应线圈IC1供给高频电力，则可以只对加热辊HR的加热区域A局部加热。

本发明的感应加热辊装置的第10实施例，如图17所示，优选构成为针对加热辊的异常进行保护操作。即，将感应线圈例如4个感应线圈IC1、IC2、IC3、IC4分散配置于加热辊HR的轴向上。并且，相邻的感应线圈，其缠绕方向互为相反。再有，虽然将图示省略，但是各感应线圈IC1、IC2、IC3、IC4构成为通过滤波器装置使得频率可变型高频电源的输出频率变换来进行切换。

另外，在与加热辊HR为相邻关系的一对感应线圈之间对向的部位上，多个热敏电阻S1、S2、S3相对于加热辊HR的圆周面以滑动接触的关系配置。并且，各热敏电阻S1、S2、S3构成为向图中未显示的保护电路控制输入加热辊HR的滑动接触部位的温度。

接着，如说明电路操作，如果向相邻的一对感应线圈例如IC1和IC2供给高频电力，则各感应线圈IC1、IC2分别产生的磁场的方向互为相反。其结果是，各感应线圈IC1、IC2之间的磁场强度相互抵消，使得该区域中的磁场强度变小。因此，加热辊HR上配置有热敏电阻S1的位置的温度变低，热敏电阻S1检测出该温度。由于将热敏电阻S1的检测温度控制输入图中未显示的保护电路中，所以可以针对加热区域切换未完成或切换异常进行保护操作。

本发明的第11实施例，如图18～图20所示，感应加热装置中的3个感应线圈IC1、IC2、IC3具备功率因数改善装置C11，且高频电源HFS和感应线圈IC1、IC2之间设置有高频输送线路9和阻抗匹配电路MC。

3个感应线圈IC1、IC2、IC3在线圈骨架8上沿其轴向分散缠绕设置，并且与后述的高频输送线路9的终端并联连接。另外，各感应线圈IC1、IC2、IC3，如图19所示，分别并联连接在供电线路9、9之间。

线圈骨架8具备：感应线圈1A、1B、1C整列缠绕在其外周面上的螺旋沟8a、外周面上沿轴向延伸的布线沟8b和在外周面的布线沟8b上开口的凹陷部8c。

功率因数改善装置C11由陶瓷电容器构成。并且，如图18所示，在后述的高频输送线路9的终端上，与3个感应线圈IC1、IC2、IC3并联连接。另外，如图19和图20所示，被收纳于线圈骨架8的凹陷部8c内。

高频输送线路9由2根平行的线路构成，连接后述的阻抗匹配电路MC和感应线圈IC1、IC2、IC3之间。并且，高频电源HFS和阻抗匹配电路MC被配置于分隔的位置上，以使其不受感应线圈IC1、IC2、IC3的热量的干涉。

阻抗匹配电路MC是由与高频输出线路9串联的电容器C6及并联的电容器C5构成的阻抗变换电路，使高频电源HFS的内部阻抗与高频输送线路9的始端所产生的负载的阻抗平衡。

而且，由于高频输送线路9的终端上在静止状态的3个感应线圈IC1、IC2、IC3的基础上并联连接有功率因数改善装置C11，所以流过高频输送线路9的高频电流的功率因数提高，即使向3个感应线圈IC1、IC2、IC3供给的高频电力相等，在高频输送线路9中流通的高频电流也会变小。

本发明的感应加热辊装置的第12实施例，如图21所示，功率因数改善装置C11A、C11B、C11C与各感应线圈IC1、IC2、IC3对应地分割为3个，且分别与各自对应的感应线圈相邻配置。

在图22中表示本发明的定影装置的一个实施例。在图中，21是感应加热辊装置，22是加压辊，23是记录介质，24是调色剂，25是架台，IC是感应线圈。

感应加热辊装置21为图1～图21所示的感应加热辊装置的第1～第12实施例的任意一种都可以。

加压辊22与感应加热辊装置21的加热辊HR具有压接关系地被配置，并在两者间一边挤压传送记录介质23，一边将其输送。

记录介质23的表面由于附着有调色剂24而形成图像。

按照固定的位置关系将上述的各个构成元件(记录介质23除外)装设在架台25上。

并且，定影装置，在附着调色剂24形成图像的记录介质23***感应加热辊装置21的加热辊HR与加压辊22之间传送的同时，接收加热辊HR的热量，对调色剂24进行加热熔融和热定影。

如图23所示，对作为本发明的图像形成装置的一个实施例的复印机进行说明。在图中，31是读取装置，32是图像形成结构，33是定影装置，34是图像形成装置外壳。

读取装置31利用光学读取原稿并形成图像信号。

图像形成装置32，根据图像信号在感光磁鼓32a上形成静电潜像，通过在该静电潜像上附着调色剂(toner)形成反转图像，然后再将其转印到纸等记录介质上形成图像。

定影装置33具有如图22所示的结构，通过将记录介质附着的调色剂加热熔融束进行热定影。

图像形成装置外壳34在收纳上述各装置及元件31～33的同时，设有输送装置、电源装置及控制装置等。

Claims (16)

1、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。

2、如权利要求1所述的感应加热辊装置，其特征在于所说的第2感应线圈被设置在与加热辊相邻的加热区域对向的第1感应线圈之间。

3、如权利要求1所述的感应加热辊装置，其特征在于第2感应线圈被设置成使其两端和与加热辊的相邻的加热区域对向的第1感应线圈重合。

4、如权利要求1所述的感应加热辊装置，其特征在于：

所说的高频电源是可以共同地向第1和第2感应线圈供给电力，且输出频率为可变的频率可变型的高频电源；

所说的感应线圈选择装置是介于频率可变型的高频电源和感应线圈之间的，根据频率选择性地响应驱动来控制通过的高频电力的滤波器装置。

5、如权利要求1所述的感应加热辊装置，其特征在于：

所说的高频电源，是可以共同地向多个第1感应线圈供给电力，且其输出频率为可变的频率可变型的高频电源；

所说的感应线圈选择装置，是介于频率可变型的高频电源和感应线圈之间，且被构成为作为谐振电路元件包含有感应线圈，谐振频率和Q值的大小不同的多个谐振电路。

6、如权利要求1所述的感应加热辊装置，其特征在于形成相邻一对的感应线圈以缠绕方向互不相同的状态相邻接。

7、如权利要求1所述的感应加热辊装置，其特征在于具备：

与感应线圈连接并被配置于接近感应线圈的位置上的功率因数改善装置；

连接高频电源和感应线圈之间的高频输送线路；和

介于高频电源与高频输送线路之间的、且与高频电源接近配置的阻抗匹配电路。

8、如权利要求1所述的感应加热辊装置，其特征在于具备在其外周侧支撑感应线圈、且至少在其一部分上形成凹陷部的线圈骨架；所说的功率因数改善装置被收纳于线圈骨架的凹陷部内。

9、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并由感应电流导致发热的，且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配置的，并被配置成与加热辊的多个加热区域对向，并且在任何一个加热区域都具有从两端露出的长度的多个感应线圈；

用于向多个感应线圈供给高频电力的高频电源；和

介于高频电源与感应线圈之间的，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。

10、如权利要求9所述的感应加热辊装置，其特征在于：

所说的高频电源是可以共同地向多个感应线圈供给电力，且输出频率可变的频率可变型的高频电源；

所说的感应线圈选择装置是介于频率可变型的高频电源和感应线圈之间的，根据频率选择性地响应来控制通过该装置的高频电力的滤波器装置。

11、如权利要求9所述的感应加热辊装置，其特征在于：

所说的高频电源是可以共同地向多个感应线圈供给电力，且其输出频率为可变的频率可变型的高频电源；

所说的感应线圈选择装置是介于频率可变型的高频电源和感应线圈之间的，且被构成为作为谐振电路元件包含有感应线圈，谐振频率和Q值的大小不同的多个谐振电路。

12、如权利要求9所述的感应加热辊装置，其特征在于相邻的感应线圈以缠绕方向互不相同的状态相邻接。

13、如权利要求9中所述的感应加热辊装置，其特征在于具备：

与感应线圈连接的同时，被配置于接近感应线圈的位置上的功率因数改善装置；

连接高频电源和感应线圈之间的高频输送线路；和

介于高频电源与高频输送线路之间、且与高频电源接近配置的阻抗匹配电路。

14、如权利要求9中所述的感应加热辊装置，其特征在于具备在其外周侧支撑感应线圈，且至少在其一部分上形成凹陷部的线圈骨架；所说的功率因数改善装置被收纳于线圈骨架的凹陷部内。

15、一种定影装置，其特征在于具备：

具有加压辊的定影装置本体；和

将加热辊以压接关系与定影装置本体的加压辊对设，并在两辊之间夹持着已形成调色剂图像的记录介质进行输送的同时，将调色剂图像定影的方式设置的权利要求1-14中任意一项所述的感应加热辊装置。

16、一种图像形成装置，其特征在于具备：

具备在记录介质上形成调色剂图像的图像形成装置的图像形成装置本体；和

设置在形成装置本体上的，将记录介质的调色剂图像定影的权利要求15中所述的定影装置。

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