JP3889372B2

JP3889372B2 - Fixing device using induction heating

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Publication number: JP3889372B2
Application number: JP2003083782A
Authority: JP
Inventors: 修高木; 和彦菊地; 明裕和才
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Tec Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Tec Corp
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004294559A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置に搭載され、用紙上の現像剤像を定着させる定着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル技術を利用した画像形成装置たとえば電子複写機は、加熱により溶融された現像剤像を圧力を加えることで用紙に定着させる定着装置を有している。
【０００３】
例えば、電子複写機では、原稿からの反射光を光電変換素子たとえばＣＣＤ（charge coupled device）により光電変換して得られる画像信号に応じた静電潜像が感光体に形成される。この静電潜像は、現像剤（トナー）が選択的に付着されることで顕像化される。感光体上の現像剤像は、所定のタイミングで供給される用紙に転写され、定着装置で用紙に定着される。
【０００４】
定着装置は、現像剤すなわちトナーと溶融させる加熱部材と、この加熱部材に所定の圧力を提供する加圧部材とを備え、加熱部材と加圧部材との間で、加熱部材からの熱によって用紙上の現像剤像を溶かし、加圧部材からの圧力で用紙に定着させる。
定着装置の加熱部材を加熱する熱源として、誘導加熱方式がある。誘導加熱方式は、コイルを用い、コイルに高周波電流を流してコイルから所定の磁界を発生させ、その磁界によって生じた渦電流によるジュール熱で加熱部材そのものを発熱させる方式である。
【０００５】
この誘導加熱方式を利用した定着装置として、複数のコイルを有する誘導コイルに高周波電流を流して発生させた磁界により、加熱部材を発熱させるものがある（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３１２１６５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら通常、１つのコイルに対して２本の引き出し線が必要であり、複数のコイルを組み合わせて用いる場合には、コイルの数に応じて引き出し線が増加し、電流回路（高周波回路）との接続が複雑になるという問題がある。
【０００８】
また、コイルには高周波電流が供給されているため、コイルからの引き出し線を複数本まとめるとしても、高電圧側とコモン側を独立に配置することが好ましい。この場合、供給される高周波電流の高電圧側とコモン側の数に応じて絶縁対策が施された電線通路が増加し、配線通路が形成される部品の構造が複雑になるという問題がある。
【０００９】
この発明の目的は、電流回路（高周波回路）から所定の電流が供給されるコイルを有する定着装置において、コイルとこの回路とを接続する引き出し線の配線構造を簡略化できる加熱装置および定着装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、第１の電力が供給される第１のコイルと、前記第１の電力と異なる第２の電力が供給される第２のコイルと、少なくとも３以上の溝を有し、前記第１のコイルと前記第２のコイルを保持する棒状の保持部材と、中空円筒状または無端ベルト状であって、円筒状である場合はその周面、またはベルト状である場合には、ベルト面が所定の速度で移動可能に形成され、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルからの誘導加熱により発熱し、熱溶融性の物質および上記熱溶融性の物質を保持している基材に所定の熱を供給可能な加熱部材と、前記加熱部材に所定の圧力を提供可能な加圧部材とを有し、前記第１のコイルと前記第２のコイルに同じ電圧レベルの電力を供給する電線は、前記保持部材の同じ溝に配置されることを特徴とする定着装置を提供するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、画像形成装置としての複合型電子複写機１の一例を示している。複合型電子複写機１の上面部には、原稿Ｄがセットされる原稿台（ガラス板）２が設けられている。原稿台２に沿って移動可能に設けられたキャリッジ４の照明露光ランプ５からの照明光により、原稿台２に載置されている原稿Ｄが照明される。
【００１４】
原稿Ｄからの反射光は、例えばＣＣＤ（charge coupled device）に代表される光電変換素子１０により光電変換される。これにより、原稿Ｄの画像情報に対応した画像信号が得られる。ＣＣＤ１０から出力される画像信号は、画像処理部でデジタル信号に変換され、さらに所定の画像処理が施されて、レーザユニット２７に供給される。レーザユニット２７により、画像処理部で画像処理された出力信号に応じてレーザビームＢが、以下に説明する感光体２０に照明される。
【００１５】
複写機１内の所定の位置には、感光体ドラム２０が帯電された状態で光が照射されることで、潜像を保持できるように設けられている。感光体ドラム２０の周囲には、帯電器２１、現像ユニット２２、転写器２３、剥離器２４、クリーナ２５、及び除電器２６等が順次に設けられている。以下、詳述しないが、レーザユニット２７からのレーザビームＢにより感光体ドラム２０に潜像が形成される。感光体ドラム２０に形成された潜像は、現像ユニットより選択的に供給されるトナーにより現像され、所定のタイミングで供給されるコピー用紙に転写される。コピー用紙に転写されたトナーは、後述する定着装置１００により、コピー用紙に定着される。
【００１６】
図２は、定着装置１００の一例を示している。
【００１７】
定着装置１００は、コピー用紙Ｓのトナーが付着している面に接触可能で、トナーＴおよび用紙Ｓを加熱する加熱ローラ１０１と、加熱ローラ１０１に所定の圧力を与える加圧ローラ１０２とが設けられている。加熱ローラ１０１と加圧１０２との接触部は、ニップ幅と呼ばれる弾性変形領域を呈する。
【００１８】
加熱ローラ１０１は、例えば鉄などの導電性材料が円筒状に形成されたローラ体の外周面に、例えば、４フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂などを被覆されたものである。加熱ローラ１０１は、図示しない駆動モータなどにより矢印方向（この例ではＣＷ方向）に回転される。加圧ローラ１０２は、加熱ローラ１０１と接触されることで矢印方向（この例ではＣＣＷ方向）に回転される。
【００１９】
加熱ローラ１０１と加圧ローラ１０２との接触部に案内されたコピー用紙Ｓは、加熱ローラ１０１から熱を受けることにより、コピー用紙Ｓ上の現像剤像Ｔが溶融され、加圧ローラ１０２からの圧力によりコピー用紙Ｓに定着される。
【００２０】
加熱ローラ１０１の周囲には、コピー用紙Ｓを加熱ローラ１０１から剥離するための隔離爪１０３、上記加熱ローラ１０１上に残るトナー及び紙屑等を除去するためのクリーニング部材１０４、上記加熱ローラ１０１の表面に離型剤を塗布するための塗布ローラ１０５とが配設されている。
【００２１】
加熱ローラ１０１の内部には、誘導加熱用のコイルユニット１１０が収容されている。コイルユニット１１０は、コイル１１１としての電線が周面に巻かれたコイルボビン１１０Ａと、そのコイルボビン１１０Ａを保持する保持部材１１０Ｂとにより構成される。コイルボビン１１０Ａは、コイル１１１が複数のコイルからなる場合、コイルの数に応じた複数のコイルボビン１１０Ａ（１１０Ａ１、…）で構成するようにしても良い。コイルユニット１１０の個々のコイルに、後述する回路により高周波電力が与えられることで、誘導加熱用の高周波磁界が得られる。この高周波磁界が発せられることにより、加熱ローラ１０１に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１０１から所定の熱が発生される。
【００２２】
図３は、複合型電子複写機の制御回路を示すものである。図３から明らかなように、メインＣＰＵ５０には、制御プログラム記憶用のＲＯＭ５１、データ記憶用のＲＡＭ５２、画素カウンタ５３、画像処理部５５、ページメモリコントローラ５６、ハードディスクユニット５８、ネットインタフェース５９、及びＦＡＸ送受信ユニット６０等が接続されている。また、メインＣＰＵ５０には、スキャンＣＰＵ７０、コントロールパネルＣＰＵ８０、及びプリントＣＰＵ９０等が接続されている。
【００２３】
メインＣＰＵ５０は、スキャンＣＰＵ７０、コントロールパネルＣＰＵ８０、及びプリントＣＰＵ９０を統括的に制御するもので、コピーキーの操作に応じたコピーモードの制御手段、ネットインタフェース５９への画像入力に応じたプリンタモードの制御手段、及びＦＡＸ送受信ユニット６０での画像受信に応じたファクシミリモードの制御手段として機能する。
【００２４】
ページメモリコントローラ５６は、ページメモリ５７に対する画像データの書込み及び読み出しを制御する。また、画像処理部５５、ページメモリコントローラ５６、ページメモリ５７、ハードディスクユニット５８、ネットインタフェース５９、及びＦＡＸ送受信ユニット６０とは、画像データバス６１により相互に接続されている。
【００２５】
ネットインタフェース５９は、外部機器から伝送されてくる画像（画像データ）が入力されるプリンタモード用の入力部として機能する。このネットインタフェース５９には、ＬＡＮあるいはインターネットなどの通信ネットワーク２０１が接続され、その通信ネットワーク２０１に外部機器、例えば複数台のパーソナルコンピュータ２０２が接続されている。これらパーソナルコンピュータ２０２は、コントローラ２０３、ディスプレイ２０４、操作ユニット２０５などを備えている。
【００２６】
ＦＡＸ送受信ユニット６０は、電話回線２１０に接続されており、その電話回線２１０を介してファクシミリ送信されてくる画像（画像データ）を受信するファクシミリモード用の受信部として機能する。
【００２７】
スキャンＣＰＵ７０には、制御プログラム記憶用のＲＯＭ７１、データ記憶用のＲＡＭ７２、ＣＣＤ１０の出力を処理して画像データバス６１に供給する信号処理部７３、ＣＣＤドライバ７４、スキャンモータドライバ７５、露光ランプ５、自動原稿送り装置４０、及び、複数の原稿センサ１１などが接続されている。
【００２８】
ＣＣＤドライバ７４は、ＣＣＤ１０を駆動する。スキャンモータドライバ７５は、キャリッジ駆動用のスキャンモータ７６を駆動する。自動原稿送り装置４０は、トレイ４１にセットされる原稿Ｄ及びそのサイズを検知するための原稿センサ４３を有している。
【００２９】
コントロールパネルＣＰＵ８０には、コントロールパネルのタッチパネル式液晶表示部１４、テンキー１５、オールリセットキー１６、コピーキー１７、及びストップキー１８とが接続されている。
【００３０】
プリントＣＰＵ９０には、制御プログラム記憶用のＲＯＭ９１、データ記憶用のＲＡＭ９２、プリントエンジン９３、用紙搬送ユニット９４、プロセスユニット９５、定着装置１００とが接続されている。プリントエンジン９３は、レーザユニット２７及びその駆動回路などにより構成されている。用紙搬送ユニット９４は、給紙カセット３０からトレイ３８にかけての用紙搬送機構及びその駆動回路などにより構成されている。プロセスユニット９５は、感光体ドラム２０及びその周辺部などにより構成されている。
【００３１】
プリントＣＰＵ９０及びその周辺構成を主体にして、画像処理部５５で処理された画像を用紙Ｐにプリントするプリント部が構成されている。
【００３２】
図４は、定着装置１００の電気回路の構成例を示すものである。
【００３３】
加熱ローラ１０１内のコイルユニット１１０は、複数のコイルからなるコイル１１１を有しているものとする。図４に示すように、本実施の形態に適用可能なコイル１１１は、３つのコイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを有する。コイル１１１ａは、加熱ローラ１０１の中央部に、コイル１１１ｂ，１１１ｃは、加熱ローラ１０１内のコイル１１１ａを挟む両側位置に、それぞれ配置される。これらコイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは、高周波発生回路１２０に接続されている。
【００３４】
また、加熱ローラ１０１の中央部には、温度センサ１１２が設けられている。温度センサ１１２は、加熱ローラ１０１の中央部の温度を検知する。また、加熱ローラ１０１の一端部には、温度センサ１１３が設けられている。温度センサ１１３は、加熱ローラ１０１の一端部の温度を検知する。これらの温度センサ１１２，１１３は、加熱ローラ１０１を回転するための駆動ユニット１６０と共に、プリントＣＰＵ９０に接続されている。
【００３５】
プリントＣＰＵ９０は、駆動ユニット１６０を制御する機能に加え、コイル１１１ａを構成要素とする後述する第１共振回路（出力電力Ｐ１）の動作、及びコイル１１１ｂ，１１１ｃを構成要素とする後述する第２共振回路（出力電力Ｐ２）の動作を指定するためのＰ１／Ｐ２切替信号を発する機能、各共振回路の出力電力、温度センサ１１２，１１３の検知温度に応じて制御する機能を備えている。
【００３６】
高周波発生回路１２０は、高周波磁界発生用の高周波電力を発生するもので、整流回路１２１及びこの整流回路１２１の出力端に接続されたスイッチング回路１２２を備えている。整流回路１２１は、商用交流電源１３０の交流電圧を整流する。スイッチング回路１２２は、コイル１１１ａにより第１共振回路を形成し、コイル１１１ｂ，１１１ｃにより第２共振回路を形成している。また、第１共振回路及び第２共振回路は、スイッチング回路１２２内に設けられた図示しないスイッチング素子（例えば、ＦＥＴ等のトランジスタ）により選択的に励起される。
【００３７】
第１共振回路は、コイル１１１ａのインダクタンス及びスイッチング回路１２２内のコンデンサ（図示しない）の静電容量等により定まる共振周波数ｆ１を有している。第２共振回路は、コイル１１１ｂ及び１１１ｃのインダクタンス及びスイッチング回路１２２内のコンデンサ（図示しない）の静電容量等により定まる共振周波数ｆ２を有している。
【００３８】
スイッチング回路１２２は、プリントＣＰＵ９０からのＰ１／Ｐ２切替信号に従い、コントローラ１４０によりオン，オフ駆動される。コントローラ１４０は、発振回路１４１及びＣＰＵ１４２を備えている。発振回路１４１は、スイッチング回路１２２に対する所定周波数の駆動信号を発する。ＣＰＵ１４２は、発振回路１４１の発振周波数（駆動信号の周波数）を制御するものである。
【００３９】
次に、定着装置１００の電気回路の作用について説明する。
第１共振回路の共振周波数ｆ１と同じ周波数の駆動信号が発振回路１４１から発せられると、その駆動信号によりスイッチング回路１２２がオン，オフされ、第１共振回路が励起される。この励起により、コイル１１１ａから高周波磁界が発生し、その高周波磁界によって加熱ローラ１０１の軸方向中央部に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１０１の軸方向中央部から所定の熱が発生される。
【００４０】
第２共振回路の共振周波数ｆ２と同じ周波数の駆動信号が発振回路１４１から発せられると、その駆動信号によりスイッチング回路１２２がオン，オフされ、第２共振回路が励起される。この励起によりコイル１１１ｂ，１１１ｃから高周波磁界が発生し、その高周波磁界によって加熱ローラ１０１の軸方向両側部に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１０１の軸方向両側部から所定の熱が発生される。
【００４１】
図５は、図２に示す定着装置に組み込まれる第１共振回路の出力電力Ｐ１と第１共振回路を励起する周波数との関係、及び図２に示す定着装置に組み込まれる第２共振回路の出力電力Ｐ２と第２共振回路を励起する周波数との関係を示す図である。
【００４２】
図５に示すように、第１共振回路の出力電力Ｐ１は、その第１共振回路の共振周波数ｆ１と同じ周波数で励起される場合にピークレベルとなり、励起される周波数が共振周波数ｆ１から離れるに従って山なりに徐々に減少するパターンとなる。
【００４３】
同様に、第２共振回路の出力電力Ｐ２は、その第２共振回路の共振周波数ｆ２と同じ周波数で励起される場合にピークレベルとなり、励起される周波数が共振周波数ｆ２から離れるに従って山なりに徐々に減少するパターンとなる。
【００４４】
大きいサイズの用紙Ｓに対する定着に際しては、第１及び第２共振回路が共に励起され、全てのコイル１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃから高周波磁界が発せられる。この高周波磁界により加熱ローラ１０１の全体に渦電流が生じ、その渦電流によるジュール熱で加熱ローラ１０１の全体から所定の熱が発生される。
【００４５】
次に、コイルユニット１１０の構成について説明する。
【００４６】
はじめに、図６および図８を用いて、本実施の形態に適用可能なコイルユニット１１０の一例を説明する。
【００４７】
図６（ａ）に示されるように、コイルユニット１１０は、コイルボビン１１０Ａａ，１１０Ａｂおよび１１０Ａｃにそれぞれ所定の断面積の電線が巻かれているコイル１１１ａ，１１１ｂおよび１１１ｃを有する。コイルボビン１１０Ａａは、両端のコイルボビン１１０Ａｂおよび１１０Ａｃより長手方向に長く形成されている。すなわちコイル１１１ａの巻き数はコイル１１１ｂまたは１１１ｃの巻き数より多く、この例では２倍である。
図６（ｂ）に示されるように、コイル１１１ａの端部Ｐ２，１１１ｂの端部Ｐ３、および１１１ｃの端部Ｐ６は接続部Ｃ１１に、コイル１１１ａの端部Ｐ１１は端子Ｐ１１に、コイル１１１ｂの端部Ｐ１、および１１１ｃの端部Ｐ５は、接続部Ｐ１２にそれぞれ接続される。接続部Ｃ１１には、出力電力Ｐ１，Ｐ２の低電圧（コモン）側の同一レベルの電力（すなわち電圧と電力の積）が供給される。また、接続部Ｐ１１，Ｐ１２には、それぞれ出力電力Ｐ１，Ｐ２の高電圧側の電力が供給される。
【００４８】
それぞれのコイル１１１ａ，１１１ｂおよび１１１ｃは、図８に示されるようなコイルボビン２５１により、一体的に組み立てられている。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、コイルボビン２５１は、所定の中空部を有する円筒形状であり、周面のうち電線が巻かれる表面部表面部２５２と、表面部２５２の両端に形成される縁部２５３，２５４とを有する。縁部２５３には、表面部２５２と中空部との間に電線を通すために利用される配線用の切り欠き部２５５ａ，２５５ｂが形成されている。また、縁部２５４には、切り欠き２５６が形成されている。なお、コイルボビン２５１の縁部２５３，２５４には、各表面部に巻きつけられる電線がボビンから外れることを防止するフランジ部が形成されてもよい。
【００５０】
コイルボビン２５１は、中空部に挿入可能な保持部材２６０により保持される。図８（ｂ）に示すように、保持部材２６０は、それぞれ切り欠き部２５５ａ，２５５ｂおよび２５６からの電線すなわちコイル１１１ａ，１１１ｂおよび１１１ｃの端部Ｐ１ないしＰ６である引き出し線（接続部に接続される）を収容可能に形成される溝部２６１，２６２および２６３を有する。溝部２６１，２６２および２６３は、それぞれ所定の断面積を有し、それぞれの内部に電線を収容した状態で、コイルボビン２５１と保持部材２６０との間に所定の空間を維持できる。なお、溝部２６３は、溝部２６１，２６２より大きい断面積を有し、溝部２６１と溝部２６２は、概ね等しい断面積を有している。
【００５１】
コイルユニット１１０では、接続部Ｃ１１，Ｐ１１，Ｐ１２を、それぞれ保持部材２６０の溝部２６３，２６１，２６２から引き出すことができる。
【００５２】
詳細に説明すると、コイル１１１ａの端部Ｐ４（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２５５ａにより中空部に案内され、溝部２６１を通って接続部Ｐ１１に接続される。また、コイル１１１ｂの端部Ｐ１，１１１ｃの端部Ｐ５（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２５５ｂにより中空部に案内され、溝部２６２を通って接続部Ｐ１２に接続される。これに対し、コイル１１１ａの端部Ｐ５，１１１ｂの端部Ｐ１および１１１ｃの端部Ｐ５（すなわち、各コイルの低電圧（コモン）側）は、切り欠き部２５６により中空部に案内され、溝部２６３を通って接続部Ｃ１１に接続される。
【００５３】
次に、図７および図８を用いて、図２に示されるコイルユニット１１０に適用可能な他の例を説明する。
【００５４】
図７（ａ）に示されるように、コイルユニット２１０は、長手方向に配置された複数のコイルを有する。例えば、コイルユニット２１０は、コイルボビン２２１ＣＢないし２３２ＣＢにそれぞれ所定の電線が巻かれている１２個のコイル２２１ないし２３２を有する。保持部材２２０Ｂにより所定の配列で保持されるコイル２２１ないし２３２は、複写装置１に要求される仕様や入力可能な電力の大きさに応じて、所定のコイルグループに分けられ接続される。
【００５５】
図７（ｂ）に示されるように、コイル２２１ないし２３２は、例えば、それぞれ３つのコイルが並列接続される４つのコイルコイルグループＰ（コイル２２１−２２３），Ｑ（コイル２２４−２２６），Ｒ（コイル２２７−２２９），Ｓ（コイル２３０−２３２）に分けられる。コイルグループＰは、端部Ｐ２１およびＰ２２を、コイルグループＱは、端部Ｐ２３およびＰ２４を、コイルグループＲは、端部Ｐ２５およびＰ２６を、コイルグループＳは、端部Ｐ２７およびＰ２８を、それぞれ有する。
【００５６】
図７（ｃ）に示されるように、コイルグループＱ，Ｒは第１のコイルグループとして接続され、コイルグループＰ，Ｓは第２のコイルグループとして接続されている。第１，２のコイルグループには同じ大きさの電力あるいは大きさの異なる電力が供給される。第１，２のコイルグループに供給される電力のうち、（すなわち、コモンと呼称される）低電圧側の値が同一である。このため、接続部Ｃ３１には、コイルグループＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓのそれぞれの端部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２６，Ｐ２７が接続される。なお、図７（ｃ）を用いて上に説明したように、端部Ｐ２２，Ｐ２３は、互いに隣接するコイル２２３，２２４により発生される磁界の影響を考慮して、同一レベルの電力が供給されるように接続されている。同様に影響を考慮して、端部Ｐ２６，Ｐ２７は、互いに隣接するコイル２２９，２３０により発生する磁界の影響を考慮して、同一レベルの電力が供給されるように接続されている。
【００５７】
また、第１のコイルグループであるコイルグループＱ，Ｒの端部Ｐ２４，Ｐ２５は、接続部Ｐ３１に接続される。接続部Ｐ３１には、第１のコイルグループに供給される電力のうちの高電圧側の電力が供給される。同様にして、第２のコイルグループであるコイルグループＰ，Ｓの端部Ｐ２１，Ｐ２８は、接続部Ｐ３２に接続される。接続部Ｐ３２には、第２のコイルグループに供給される電力の高電圧側の電力が供給される。なお、図７（ｃ）を用いて上に説明したように、端部Ｐ２４，Ｐ２５は、互いに隣接するコイル２２６，２２７により発生される磁界の影響を考慮して、同一レベルの電力が供給されるように接続されている。
【００５８】
それぞれのコイル２２１ないし２３２は、図８を用いて上に説明したコイルボビン２５１により、一体的に組み立てられる。
【００５９】
このコイルボビン２５１と保持部２６０を利用したコイルユニット２２０では、接続部Ｃ３１，Ｐ３１，Ｐ３２を、それぞれ保持部材２６０の溝部２６３，２６１，２６２から引き出すことができる。
【００６０】
詳細に説明すると、コイルグループＱにおいて、図７（ｂ）に示される端部Ｐ２４である２２４，２２５，２２６の一端（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２５５ａにより中空部に案内され、溝部２６１を通って接続部Ｐ３１に接続される。同様にしてコイルグループＲの端部Ｐ２５であるコイル２２７，２２８，２２９の一端（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２５５ａにより中空部に案内され、溝部２６１を通って接続部Ｐ３２に接続される。
【００６１】
また、コイルグループＰの端子Ｐ２１であるコイル２２１，２２２，２２３の一端（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２５５ａにより中空部に案内され、溝部２６１を通って接続部Ｐ３１に接続される。同様にしてコイルグループＳの端部Ｐ２８であるコイル２３０，２３１，２３２の一端（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２５５ａにより中空部に案内され、溝部２６１を通って接続部Ｐ３２に接続される。
【００６２】
これに対し、コイル２２１ないし２３２の他の一端（すなわち、各コイルの低電圧（コモン）側）は、切り欠き部２５６により中空部に案内され、溝部２６３を通って接続部Ｃ３１に接続される。
【００６３】
従って、コイルユニット２２０では、それぞれ同一レベルの電力が供給される電線を、同じ溝部に収納したことにより、例えば磁界の影響等を考慮することなく、高周波電力が供給できる。
【００６４】
さらに、図８に示す保持部材２６０を利用することにより、複数のコイルを有するコイルユニット２２０の構成が簡素化されるため、配線操作（作業）が容易である。
【００６５】
また、上に説明したように、第１，２のコイルグループの低電圧（コモン）側の電力が供給される電線を溝部２６３にまとめて（一括して）配置したことで、コイルユニット２２０が小型化・簡素化される。
【００６６】
このとき、保持部材２６０には、それぞれのコイルに順次あるいは同時に所定の電力が供給されることで、順次あるいは同時に発熱するコイルグループの数をＡと定義すると、これらコイルの電線が配置される電線通路である溝部の数は、Ａ＋１以上である。第１，２のコイルグループとして接続されたコイルユニット２２０においては、コイルグループの数Ａは、Ａ＝２であるから、３つの溝部２６１ないし２６３を含む保持体２６０において、前記Ａ＋１が成り立つ。
【００６７】
次に、図７および図９を用いて、図２に示されるコイルユニット１１０に適用可能な異なる他の例を説明する。
【００６８】
図７（ｂ）に示される４つのコイルコイルグループＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓにおいて、コイルグループＰ，Ｑは第１のコイルグループとして接続され、コイルグループＲは第２のコイルグループとして接続される。従って、コイルグループＳは第３のコイルグループとなる。第１，２および３のコイルグループは、それぞれ高電圧側のレベルが異なり、低電圧（コモン）側のレベルが同じ電力が供給される。つまり、それぞれのコイルグループＰ，Ｑ，Ｒ，Ｓのそれぞれの端部Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２６，Ｐ２７には、同一レベルの低電圧側の電力が供給される。また、コイルグループＰ，Ｑの端部Ｐ２１，Ｐ２４には第１のコイルグループの高電圧側の電力が供給され、コイルグループＲの端部Ｐ２５には第２のコイルグループの高電圧側の電力が供給され、コイルグループＳの端部Ｐ２８には第３のコイルグループの高電圧側の電力が供給される。なお、第１のコイルグループと第２のコイルグループに供給される電力の高電圧側のレベルは実質的に同じレベルであってもよい。
【００６９】
それぞれのコイル２２１ないし２３２は、図９に示されるようなコイルボビン２８１により、一体的に組み立てられている。
【００７０】
図９（ａ）に示すように、コイルボビン２８１は、所定の中空部を有する円筒形状であり、周面のうち電線が巻かれる表面部２８２と、表面部２８２の両端に形成される縁部２８３，２８４とを有する。縁部２８３には、切り欠き部２８５ａ，２８５ｂおよび２８５ｃが形成される。また、縁部２８４には、切り欠き部２８６が形成される。なお、コイルボビン２８１の縁部２８３，２８４には、各表面部に巻きつけられる電線がボビンから外れることを防止するフランジ部が形成されてもよい。
【００７１】
コイルボビン２８１は、中空部に挿入可能な保持部材２９０により保持される。図９（ｂ）に示すように、保持部材２９０は、それぞれ切り欠き部２８５ａ，２８５ｂ，２８５ｃおよび２８６から電線すなわちコイル２２１ないし２３２の端部Ｐ２１およびＰ２８である引き出し線を収容可能に形成される溝部２９１，２９２，２９３および２９４を有する。溝部２９１，２９２，２９３および２９４は、それぞれ所定の断面積を有し、それぞれの内部に電線を収容した状態で、コイルボビン２６１と保持部材２９０との間に所定の空間を維持できる。なお、溝部２９４は、溝部２９１，２９２および２９３より大きい断面積を有し、溝部２９１，２９２および２９３は、概ね等しい断面積を有している。
【００７２】
このコイルボビン２８１と保持部２９０を利用した図７（ａ）に示すコイルユニット２２０は、コイル２２１ないし２３２の電線を、それぞれ保持部材２９０の溝部２９１，２９２，２９３および２９４から引き出すことができる。
【００７３】
詳細に説明すると、コイルグループＰにおいて、図７（ｂ）に示される端部Ｐ２１であるコイル２２１，２２２，２２３の一端（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２８５ａにより中空部に案内され、溝部２９１を通って第１のコイルグループに供給される電力の高電圧側のレベルの電力が供給される接続部（高電圧側接続部）に接続される。同様にして、コイルグループＱの端子Ｐ２４であるコイル２２４，２２５，２２６の一端（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２８５ａにより中空部に案内され、溝部２８１を通って第１のコイルグループの高電圧側の接続部に接続される。
【００７４】
また、コイルグループＲの端部Ｐ２５であるコイル２２７，２２８，２２９の一端（ここでは、高電圧側とする）は、切り欠き部２８５ｂにより中空部に案内され、溝部２９２を通って第２のコイルグループに供給される電力の高電圧側の接続部に接続される。
【００７５】
さらに、コイルグループＳの端部Ｐ２８を構成するコイル２３０，２３１，２３２の一端は、切り欠き部２８５ｃにより中空部に案内され、溝部２９３を通って第３コイルグループに供給される電力の高電圧側の接続部に接続される。
【００７６】
従って、コイルユニット２２０では、それぞれ同一レベルの電力が供給される電線を、同じ溝部に収納したことにより、例えば磁界の影響等を考慮することなく、高周波電力が供給できる。なお、第１，２および３のコイルグループとして接続されたコイルユニット２２０においては、コイルグループの数Ａは、Ａ＝３であるから、前に説明したように、“Ａ＋１＝４”以上であればよい。
【００７７】
なお、図９に示されるコイルボビン２８１と保持部材２９０を利用したコイルユニット２２０は、上に説明するコイルグループおよび供給される電力に限られず、供給される電力のレベルに応じて溝部に配線される組み合わせが選択される。例えば、高電圧側の電圧レベルが異なる場合、すなわち、それぞれのコイルグループに独立した大きさの電力が供給される場合に、特に有益である。
【００７８】
図１０は、図８および図９に示した保持部材２６０と組み合わせられるためのコイルボビンの一例を説明する斜視図である。
【００７９】
図１０（ａ）に示されるように、コイルボビン３１０は、所定の中空部を有する円筒形状であり、外周面のうち電線が巻かれる表面部３１１と、表面部３１１の一方の縁部に形成される切り欠き部３１２ａ，３１２ｂを含む切り欠き部３１２と、表面部３１１の他の一方の縁部に形成される切り欠き部３１３とを有する。また、コイルボビン３１０の中空部側の内周面には、保持部材２６０の溝部の形状に応じて形成される凸部３１５，３１６および３１７が設けられる。凸部３１５，３１６および３１７は、保持部材２６０上で矢印ＭあるいはＮで示される方向に移動することを抑止する機能を有している。また、凸部３１５，３１６および３１７は、保持部材２６０に保持された際、それぞれ溝部に配置される電線と表面部に巻かれている電線とが一定の距離を保持するように、任意な形状に形成できる。さらに、凸部３１５，３１６および３１７は、表面部に巻かれている電線の端部がコイルボビンの中空部に案内されるため、縁部から所定の距離に離れたコイルボビン内周面において長手方向に形成できる。
【００８０】
凸部３１５，３１６は、保持される際、図１０（ｃ）により説明する保持部材２６０のコイルボビンガイド部２６４を挟むように位置される。また、凸部３１７は、保持される際、溝部２６３の開口部に挟まれるように位置される。よって、コイルボビン３１２は、保持部材２６０の溝部に沿って長手方向に移動できる。
【００８１】
なお、図１０（ｄ）に示されるように、保持部材２６０は、ストッパ３０１が設けられ、コイル３１０が保持部材２６０の長手方向に移動すること抑止される。
【００８２】
次に、図１０（ｂ）を用いて、保持部材２６０と組み合わせられるためのコイルボビンの他の例を説明する。
【００８３】
図１０（ｂ）に示されるように、コイルボビン３２０は、所定の中空部を有する円筒形状であり、外周面のうち電線が巻かれる表面部３２１と、外周面のうち表面部３２１の一方の端に形成される穴３２２ａ，３２２ｂを含む穴部３２２と、外周面のうち表面部３２１の他の一方の端に形成される穴３２３とを有する。穴３２２ａ，３２２ｂおよび３２３は、表面部３２１と中空部との間に電線を通すために利用され、それぞれの穴３２２ａ，３２２ｂおよび３２３に電線を通した状態で、表面部３２１に巻きつけられる電線がボビンから外れることを防止できる。
【００８４】
また、コイルボビン３２０の中空部側の内周面には、図１０（ａ）を用いて説明したコイルボビン３１１に形成される凸部３１５，３１６および３１７と同じ機能を有する凸部３２５，３２６および３２７が設けられる。
【００８５】
図１１（ａ），（ｂ）は、図１０（ａ），（ｂ）に説明したコイルボビン３１０，３２０の長手方向の断面図であって、以下、コイルボビン３１０，３２０に巻かれるコイルの配線について説明する。
【００８６】
図１１（ａ）に示されるように、コイルボビン３１０は、表面部３１１に巻かれた電線３１４を有し、一方の端部３１４ａを縁部に形成される切り欠き部３１２の切り欠き部３１２ａ，３１２ｂのいずれか一方により中空部に案内される。中空部に案内された一方の端部３１４ａ、および縁部に形成される切り欠き部３１３により案内される他の一方の端部３１４ｂは、所定の配線経路である溝部にそれぞれ引き出される。なお、コイルボビン３１０の縁部の両側あるいは一方側には、表面部に巻かれる電線を保持するフランジ部が形成されてもよい。
【００８７】
図１１（ｂ）に示されるように、コイルボビン３２０は、表面部３２１に巻かれた電線３２４を有し、一方の端部３２４ａを外周面のうち表面部３２１の一方の端に形成される穴部３２２の穴３２２ａ，３２２ｂのいずれか一方を通して中空部に案内される。中空部に案内された一方の端部３２４ａ、および縁部に形成される穴３２３を通して案内される他の一方の端部３２４ｂは、所定の配線経路である溝部にそれぞれ引き出される。このため、端部３２４ａ，３２４ｂは、それぞれの穴３２２ａ，３２２ｂおよび３２３に通された状態で、中空部から引き出され、電線は表面部３２１に巻きつけられた状態を維持できる。
【００８８】
なお、コイルユニット１１０は、上に説明するコイルボビン２５１，２８１，３１０および３２０と保持部材２６０および２９０とを任意に組み合わせて、任意の配列で形成できる。
【００８９】
図１２は、図７（ｃ）に示したコイルグループＰ，Ｑ，ＲおよびＳの接続、および図８（ｂ）に示した保持体の位置関係をより詳細に説明する概略図である。
【００９０】
図１２に示される一点鎖線は、図８（ｂ）の断面図に示した溝部２６３に該当する。よって、図７（ｃ）を用いて上で説明したとおり、第１，２のコイルグループの低電圧（コモン）側の電力が供給される電線は、溝部２６３にまとめて（一括して）配置されている。
【００９１】
また、図１２に示されるように、コイル２２１ないし２３２がお互い隣接する端部においては、お互いに隣接するコイルにより発生する磁界の影響を考慮して、概ね等しいレベルの電力が供給される。この場合、コイル２２１ないし２３２は、図７（ｃ）における矢印Ｆの方向から見て、お互いに隣接するコイルの巻き方向が異なるように配置されることによって、同じ方向に電流が流れる。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、絶縁対策が施された電線通路が引き出し線に供給される電流に応じて形成されるため、コイルに電流を供給する回路との接続を簡略化できる。
【００９３】
また、供給される電力に応じて形成される電線通路に、低電圧（コモン）側の電力が供給される電線をまとめて（一括して）配置したことで、コイルユニット２２０を小型化・簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の定着装置が組み込まれる画像形成装置としての複合型電子複写機の一例を説明する概略図。
【図２】図１に示した複合型電子複写機に利用可能な定着装置の一例を説明する概略図。
【図３】図１に示した複合型電子複写機の制御系を説明するブロック図。
【図４】図２に示した定着装置の制御系を説明するブロック図
【図５】図５は、図２に示す定着装置に組み込まれる第１共振回路の出力電力Ｐ１と第１共振回路を励起する周波数との関係、及び図２に示す定着装置に組み込まれる第２共振回路の出力電力Ｐ２と第２共振回路を励起する周波数との関係を示す図である。
【図６】本実施の形態に適用可能なコイルユニットの一例を説明する概略図。
【図７】本実施の形態に適用可能なコイルユニットの他の例を説明する概略図。
【図８】図６および図７に示したコイルユニットに組み込まれるコイルボビンおよび保持部材の一例を説明する斜視図。
【図９】図６および図７に示したコイルユニットに組み込まれるコイルボビンおよび保持部材の他の例を説明する斜視図。
【図１０】図８および図９に示した保持部材２６０と組み合わせられるためのコイルボビンの一例を説明する斜視図である。
【図１１】図１０（ａ），（ｂ）に説明したコイルボビン３１０，３２０の長手方向の断面図。
【図１２】図７（ｃ）に示したコイルの接続をより詳細に説明する概略図。
【符号の説明】
１００・・・定着装置、１０１・・・加熱ローラ、１０２・・・加圧ローラ、１１０・・・コイルユニット、１１０Ａ・・・コイルボビン、１１０Ｂ・・・保持部材。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device that is mounted on an image forming apparatus such as a copying machine or a printer and fixes a developer image on a sheet.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus using digital technology, such as an electronic copying machine, has a fixing device that fixes a developer image melted by heating to a sheet by applying pressure.
[0003]
For example, in an electronic copying machine, an electrostatic latent image corresponding to an image signal obtained by photoelectrically converting reflected light from a document by a photoelectric conversion element such as a CCD (charge coupled device) is formed on a photoreceptor. The electrostatic latent image is visualized by selectively attaching a developer (toner). The developer image on the photosensitive member is transferred to a sheet supplied at a predetermined timing, and is fixed on the sheet by a fixing device.
[0004]
The fixing device includes a heating member that melts the developer, that is, the toner, and a pressure member that provides a predetermined pressure to the heating member, and the sheet is heated between the heating member and the pressure member by heat from the heating member. The developer image on the upper side is melted and fixed on the paper by the pressure from the pressure member.
As a heat source for heating the heating member of the fixing device, there is an induction heating method. The induction heating method is a method in which a coil is used, a high-frequency current is passed through the coil to generate a predetermined magnetic field from the coil, and the heating member itself is heated by Joule heat generated by the eddy current generated by the magnetic field.
[0005]
As a fixing device using this induction heating method, there is one that heats a heating member by a magnetic field generated by flowing a high-frequency current through an induction coil having a plurality of coils (Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-312165 A
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, normally, two lead wires are required for one coil, and when a plurality of coils are used in combination, the lead wires increase according to the number of coils, and the current circuit (high frequency circuit) There is a problem that the connection becomes complicated.
[0008]
Further, since a high-frequency current is supplied to the coil, it is preferable to arrange the high voltage side and the common side independently even if a plurality of lead wires from the coil are collected. In this case, there is a problem in that the number of electric wire passages to which insulation measures are taken is increased according to the number of high-frequency currents supplied and the number of common sides, and the structure of the parts in which the wiring passages are formed becomes complicated.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a heating device and a fixing device capable of simplifying a wiring structure of a lead wire connecting the coil and this circuit in a fixing device having a coil to which a predetermined current is supplied from a current circuit (high frequency circuit). Is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made on the basis of the above problem, and includes at least a first coil to which a first power is supplied, a second coil to which a second power different from the first power is supplied, and at least A rod-like holding member that has three or more grooves and holds the first coil and the second coil, a hollow cylindrical shape or an endless belt shape, and if it is cylindrical, its peripheral surface, or In the case of the belt shape, the belt surface is formed so as to be movable at a predetermined speed, and heat is generated by induction heating from the first coil and the second coil. A heating member capable of supplying a predetermined heat to the base material holding the substance, and a pressing member capable of providing a predetermined pressure to the heating member, wherein the first coil and the second coil An electric wire for supplying power at the same voltage level to the coil is There is provided a fixing apparatus characterized by being arranged in the same groove of.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 shows an example of a composite electronic copying machine 1 as an image forming apparatus. A document table (glass plate) 2 on which a document D is set is provided on the upper surface of the composite electronic copying machine 1. The document D placed on the document table 2 is illuminated by illumination light from the illumination exposure lamp 5 of the carriage 4 movably provided along the document table 2.
[0014]
The reflected light from the document D is photoelectrically converted by a photoelectric conversion element 10 represented by, for example, a CCD (charge coupled device). As a result, an image signal corresponding to the image information of the document D is obtained. The image signal output from the CCD 10 is converted into a digital signal by the image processing unit, further subjected to predetermined image processing, and supplied to the laser unit 27. The laser unit 27 illuminates the photoconductor 20 described below according to the output signal image-processed by the image processing unit.
[0015]
A predetermined position in the copying machine 1 is provided so that a latent image can be held by irradiating light with the photosensitive drum 20 charged. Around the photosensitive drum 20, a charger 21, a developing unit 22, a transfer unit 23, a peeling unit 24, a cleaner 25, a static eliminator 26, and the like are sequentially provided. Although not described in detail below, a latent image is formed on the photosensitive drum 20 by the laser beam B from the laser unit 27. The latent image formed on the photosensitive drum 20 is developed with toner selectively supplied from the developing unit, and transferred to copy paper supplied at a predetermined timing. The toner transferred to the copy sheet is fixed on the copy sheet by a fixing device 100 described later.
[0016]
FIG. 2 shows an example of the fixing device 100.
[0017]
The fixing device 100 is provided with a heating roller 101 that can contact the surface of the copy sheet S on which the toner is adhered, and that heats the toner T and the sheet S, and a pressure roller 102 that applies a predetermined pressure to the heating roller 101. It has been. A contact portion between the heating roller 101 and the pressure 102 exhibits an elastic deformation region called a nip width.
[0018]
The heating roller 101 is formed by coating the outer peripheral surface of a roller body formed of a conductive material such as iron in a cylindrical shape with, for example, a fluororesin such as a tetrafluoroethylene resin. The heating roller 101 is rotated in the arrow direction (CW direction in this example) by a drive motor (not shown). The pressure roller 102 is rotated in the arrow direction (CCW direction in this example) by being in contact with the heating roller 101.
[0019]
The copy sheet S guided to the contact portion between the heating roller 101 and the pressure roller 102 receives heat from the heating roller 101, so that the developer image T on the copy sheet S is melted, and from the pressure roller 102. It is fixed on the copy paper S by pressure.
[0020]
Around the heating roller 101, there are an isolation claw 103 for peeling the copy paper S from the heating roller 101, a cleaning member 104 for removing toner and paper dust remaining on the heating roller 101, and the surface of the heating roller 101. An applicator roller 105 for applying a release agent is disposed.
[0021]
A coil unit 110 for induction heating is accommodated inside the heating roller 101. The coil unit 110 includes a coil bobbin 110A in which an electric wire serving as the coil 111 is wound around a peripheral surface, and a holding member 110B that holds the coil bobbin 110A. When the coil 111 is composed of a plurality of coils, the coil bobbin 110A may be configured by a plurality of coil bobbins 110A (110A1,...) Corresponding to the number of coils. A high frequency magnetic field for induction heating is obtained by applying high frequency power to each coil of the coil unit 110 by a circuit described later. When this high frequency magnetic field is generated, an eddy current is generated in the heating roller 101, and predetermined heat is generated from the heating roller 101 by Joule heat due to the eddy current.
[0022]
FIG. 3 shows a control circuit of the composite electronic copying machine. As is apparent from FIG. 3, the main CPU 50 includes a control program storage ROM 51, a data storage RAM 52, a pixel counter 53, an image processing unit 55, a page memory controller 56, a hard disk unit 58, a net interface 59, and a FAX. A transmission / reception unit 60 or the like is connected. The main CPU 50 is connected to a scan CPU 70, a control panel CPU 80, a print CPU 90, and the like.
[0023]
The main CPU 50 controls the scan CPU 70, the control panel CPU 80, and the print CPU 90 in an integrated manner, and controls the copy mode according to the copy key operation and the printer mode according to the image input to the network interface 59. And a facsimile mode control unit corresponding to image reception by the FAX transmission / reception unit 60.
[0024]
The page memory controller 56 controls writing and reading of image data with respect to the page memory 57. Further, the image processing unit 55, the page memory controller 56, the page memory 57, the hard disk unit 58, the net interface 59, and the FAX transmission / reception unit 60 are connected to each other by an image data bus 61.
[0025]
The network interface 59 functions as an input unit for a printer mode to which an image (image data) transmitted from an external device is input. The network interface 59 is connected to a communication network 201 such as a LAN or the Internet, and external devices such as a plurality of personal computers 202 are connected to the communication network 201. These personal computers 202 include a controller 203, a display 204, an operation unit 205, and the like.
[0026]
The FAX transmission / reception unit 60 is connected to a telephone line 210 and functions as a reception unit for a facsimile mode that receives an image (image data) transmitted by facsimile via the telephone line 210.
[0027]
The scan CPU 70 includes a ROM 71 for storing a control program, a RAM 72 for storing data, a signal processing unit 73 that processes the output of the CCD 10 and supplies it to the image data bus 61, a CCD driver 74, a scan motor driver 75, an exposure lamp 5, An automatic document feeder 40 and a plurality of document sensors 11 are connected.
[0028]
The CCD driver 74 drives the CCD 10. The scan motor driver 75 drives a scan motor 76 for driving the carriage. The automatic document feeder 40 has a document D set on the tray 41 and a document sensor 43 for detecting the size of the document D.
[0029]
Connected to the control panel CPU 80 are a touch panel type liquid crystal display unit 14, a numeric keypad 15, an all reset key 16, a copy key 17, and a stop key 18 of the control panel.
[0030]
A ROM 91 for storing a control program, a RAM 92 for storing data, a print engine 93, a paper transport unit 94, a process unit 95, and a fixing device 100 are connected to the print CPU 90. The print engine 93 includes the laser unit 27 and its drive circuit. The paper transport unit 94 includes a paper transport mechanism from the paper feed cassette 30 to the tray 38, a drive circuit thereof, and the like. The process unit 95 includes the photosensitive drum 20 and its peripheral part.
[0031]
A print unit that prints the image processed by the image processing unit 55 on the paper P is mainly configured by the print CPU 90 and its peripheral configuration.
[0032]
FIG. 4 shows a configuration example of the electric circuit of the fixing device 100.
[0033]
It is assumed that the coil unit 110 in the heating roller 101 has a coil 111 composed of a plurality of coils. As shown in FIG. 4, the coil 111 applicable to the present embodiment has three coils 111a, 111b, and 111c. The coil 111a is disposed at the center of the heating roller 101, and the coils 111b and 111c are disposed at both sides of the heating roller 101 sandwiching the coil 111a. These coils 111a, 111b, and 111c are connected to the high frequency generation circuit 120.
[0034]
A temperature sensor 112 is provided at the center of the heating roller 101. The temperature sensor 112 detects the temperature at the center of the heating roller 101. A temperature sensor 113 is provided at one end of the heating roller 101. The temperature sensor 113 detects the temperature at one end of the heating roller 101. These temperature sensors 112 and 113 are connected to the print CPU 90 together with a drive unit 160 for rotating the heating roller 101.
[0035]
In addition to the function of controlling the drive unit 160, the print CPU 90 operates the first resonance circuit (output power P1), which will be described later, having the coil 111a as a component, and the second resonance, which will be described later, which has the coils 111b and 111c as components. A function of issuing a P1 / P2 switching signal for designating the operation of the circuit (output power P2), a function of controlling according to the output power of each resonance circuit, and the detected temperatures of the temperature sensors 112 and 113 are provided.
[0036]
The high frequency generation circuit 120 generates high frequency power for generating a high frequency magnetic field, and includes a rectifier circuit 121 and a switching circuit 122 connected to an output terminal of the rectifier circuit 121. The rectifier circuit 121 rectifies the AC voltage of the commercial AC power supply 130. In the switching circuit 122, a first resonance circuit is formed by the coil 111a, and a second resonance circuit is formed by the coils 111b and 111c. The first resonance circuit and the second resonance circuit are selectively excited by a switching element (not shown) provided in the switching circuit 122 (for example, a transistor such as an FET).
[0037]
The first resonance circuit has a resonance frequency f1 determined by the inductance of the coil 111a and the capacitance of a capacitor (not shown) in the switching circuit 122. The second resonance circuit has a resonance frequency f2 determined by the inductances of the coils 111b and 111c, the capacitance of a capacitor (not shown) in the switching circuit 122, and the like.
[0038]
The switching circuit 122 is driven on and off by the controller 140 in accordance with a P1 / P2 switching signal from the print CPU 90. The controller 140 includes an oscillation circuit 141 and a CPU 142. The oscillation circuit 141 generates a drive signal having a predetermined frequency for the switching circuit 122. The CPU 142 controls the oscillation frequency (drive signal frequency) of the oscillation circuit 141.
[0039]
Next, the operation of the electric circuit of the fixing device 100 will be described.
When a drive signal having the same frequency as the resonance frequency f1 of the first resonance circuit is generated from the oscillation circuit 141, the switching circuit 122 is turned on and off by the drive signal, and the first resonance circuit is excited. By this excitation, a high frequency magnetic field is generated from the coil 111a, an eddy current is generated in the axial central portion of the heating roller 101 by the high frequency magnetic field, and predetermined heat is generated from the axial central portion of the heating roller 101 by Joule heat due to the eddy current. Is generated.
[0040]
When a drive signal having the same frequency as the resonance frequency f2 of the second resonance circuit is generated from the oscillation circuit 141, the switching circuit 122 is turned on and off by the drive signal, and the second resonance circuit is excited. By this excitation, high frequency magnetic fields are generated from the coils 111b and 111c, eddy currents are generated on both sides in the axial direction of the heating roller 101 by the high frequency magnetic fields, and predetermined heat is generated from both sides in the axial direction of the heating roller 101 by Joule heat due to the eddy currents. Heat is generated.
[0041]
5 shows the relationship between the output power P1 of the first resonance circuit incorporated in the fixing device shown in FIG. 2 and the frequency for exciting the first resonance circuit, and the output of the second resonance circuit incorporated in the fixing device shown in FIG. It is a figure which shows the relationship between the electric power P2 and the frequency which excites a 2nd resonant circuit.
[0042]
As shown in FIG. 5, the output power P1 of the first resonance circuit reaches a peak level when excited at the same frequency as the resonance frequency f1 of the first resonance circuit, and as the excited frequency becomes farther from the resonance frequency f1. It becomes a pattern that gradually decreases in a mountain.
[0043]
Similarly, the output power P2 of the second resonance circuit reaches a peak level when excited at the same frequency as the resonance frequency f2 of the second resonance circuit, and gradually increases in a mountain as the excited frequency is separated from the resonance frequency f2. The pattern decreases to
[0044]
When fixing a large size sheet S, both the first and second resonance circuits are excited, and high frequency magnetic fields are emitted from all the coils 111a, 111b, and 111c. An eddy current is generated in the entire heating roller 101 by the high-frequency magnetic field, and predetermined heat is generated from the entire heating roller 101 by Joule heat generated by the eddy current.
[0045]
Next, the configuration of the coil unit 110 will be described.
[0046]
First, an example of the coil unit 110 applicable to this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 8.
[0047]
As shown in FIG. 6A, the coil unit 110 includes coils 111a, 111b, and 111c in which electric wires having predetermined cross-sectional areas are wound around the coil bobbins 110Aa, 110Ab, and 110Ac, respectively. The coil bobbin 110Aa is formed longer in the longitudinal direction than the coil bobbins 110Ab and 110Ac at both ends. That is, the number of turns of the coil 111a is larger than the number of turns of the coil 111b or 111c, which is twice in this example.
As shown in FIG. 6B, the end P2 of the coil 111a, the end P3 of the 111b, and the end P6 of 111c are connected to the connection C11, the end P11 of the coil 111a is connected to the terminal P11, and the coil 111b is connected. The end portion P1 and the end portion P5 of 111c are connected to the connection portion P12, respectively. The connection portion C11 is supplied with the same level of power (that is, the product of voltage and power) on the low voltage (common) side of the output power P1 and P2. Further, the high voltage side power of the output power P1, P2 is supplied to the connection parts P11, P12, respectively.
[0048]
The coils 111a, 111b and 111c are integrally assembled by a coil bobbin 251 as shown in FIG.
[0049]
As shown in FIG. 8A, the coil bobbin 251 has a cylindrical shape having a predetermined hollow portion, and a surface portion surface portion 252 around which electric wires are wound, and edges formed on both ends of the surface portion 252. Parts 253 and 254. The edge portion 253 is formed with notches 255a and 255b for wiring that are used for passing the electric wire between the surface portion 252 and the hollow portion. A cutout 256 is formed in the edge 254. In addition, the edge part 253,254 of the coil bobbin 251 may be formed with a flange part for preventing an electric wire wound around each surface part from coming off from the bobbin.
[0050]
The coil bobbin 251 is held by a holding member 260 that can be inserted into the hollow portion. As shown in FIG. 8B, the holding member 260 is an electric wire from the notches 255a, 255b and 256, that is, lead wires (connected to the connecting portion) which are ends P1 to P6 of the coils 111a, 111b and 111c. Groove portions 261, 262, and 263 formed so as to be capable of accommodating. The groove portions 261, 262 and 263 each have a predetermined cross-sectional area, and can maintain a predetermined space between the coil bobbin 251 and the holding member 260 in a state where the electric wire is accommodated in each of the groove portions 261, 262 and 263. In addition, the groove part 263 has a cross-sectional area larger than the groove parts 261 and 262, and the groove part 261 and the groove part 262 have substantially the same cross-sectional area.
[0051]
In the coil unit 110, the connection portions C11, P11, and P12 can be pulled out from the groove portions 263, 261, and 262 of the holding member 260, respectively.
[0052]
More specifically, the end portion P4 (here, the high voltage side) of the coil 111a is guided to the hollow portion by the notch portion 255a, and is connected to the connection portion P11 through the groove portion 261. In addition, end portions P5 (here, the high voltage side) of the end portions P1 and 111c of the coil 111b are guided to the hollow portion by the notch portion 255b, and are connected to the connection portion P12 through the groove portion 262. On the other hand, the end portions P1 and P1 of the end portions P5 and 111b of the coil 111a and the end portion P5 of the 111c (that is, the low voltage (common) side of each coil) are guided to the hollow portion by the notch portion 256, and the groove portion 263 And connected to the connection portion C11.
[0053]
Next, another example applicable to the coil unit 110 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
[0054]
As shown in FIG. 7A, the coil unit 210 has a plurality of coils arranged in the longitudinal direction. For example, the coil unit 210 includes twelve coils 221 to 232 each having a predetermined wire wound around the coil bobbins 221CB to 232CB. The coils 221 to 232 held in a predetermined arrangement by the holding member 220B are divided into predetermined coil groups and connected according to the specifications required for the copying apparatus 1 and the magnitude of input power.
[0055]
As shown in FIG. 7B, the coils 221 to 232 include, for example, four coil coil groups P (coils 221 to 223), Q (coils 224 to 226), and R, each having three coils connected in parallel. (Coil 227-229) and S (coil 230-232). The coil group P has ends P21 and P22, the coil group Q has ends P23 and P24, the coil group R has ends P25 and P26, and the coil group S has ends P27 and P28, respectively. .
[0056]
As shown in FIG. 7C, the coil groups Q and R are connected as a first coil group, and the coil groups P and S are connected as a second coil group. The first and second coil groups are supplied with the same power or different power. Of the electric power supplied to the first and second coil groups, the value on the low voltage side (that is, called common) is the same. For this reason, each end part P22, P23, P26, P27 of coil group P, Q, R, S is connected to the connection part C31. As described above with reference to FIG. 7C, the ends P22 and P23 are supplied with the same level of power in consideration of the influence of the magnetic fields generated by the adjacent coils 223 and 224. Connected so that. Similarly, considering the influence, the ends P26 and P27 are connected so that the same level of power is supplied in consideration of the influence of the magnetic field generated by the coils 229 and 230 adjacent to each other.
[0057]
Further, the end portions P24 and P25 of the coil groups Q and R which are the first coil groups are connected to the connection portion P31. The connection part P31 is supplied with power on the high voltage side of the power supplied to the first coil group. Similarly, the end portions P21 and P28 of the coil groups P and S as the second coil group are connected to the connection portion P32. The connection part P32 is supplied with power on the high voltage side of the power supplied to the second coil group. As described above with reference to FIG. 7C, the ends P24 and P25 are supplied with the same level of power in consideration of the influence of the magnetic fields generated by the adjacent coils 226 and 227. Connected so that.
[0058]
The respective coils 221 to 232 are integrally assembled by the coil bobbin 251 described above with reference to FIG.
[0059]
In the coil unit 220 using the coil bobbin 251 and the holding portion 260, the connecting portions C31, P31, and P32 can be pulled out from the groove portions 263, 261, and 262 of the holding member 260, respectively.
[0060]
More specifically, in the coil group Q, one end (here, the high voltage side) of the ends 224, 225, and 226 shown in FIG. 7B is made hollow by the notch 255a. Guided and connected to the connecting portion P31 through the groove portion 261. Similarly, one end (here, the high voltage side) of the coils 227, 228, and 229, which are the end portion P25 of the coil group R, is guided to the hollow portion by the notch portion 255a, passes through the groove portion 261, and is connected to the connection portion. Connected to P32.
[0061]
In addition, one end (here, the high voltage side) of the coils 221, 222, and 223, which are terminals P21 of the coil group P, is guided to the hollow portion by the notch portion 255a and passes through the groove portion 261 to the connection portion P31. Connected. Similarly, one end (here, the high voltage side) of the coils 230, 231, and 232, which are the end portion P28 of the coil group S, is guided to the hollow portion by the notch portion 255a, passes through the groove portion 261, and is connected to the connecting portion. Connected to P32.
[0062]
In contrast, the other end of the coils 221 to 232 (that is, the low voltage (common) side of each coil) is guided to the hollow portion by the notch portion 256 and connected to the connection portion C31 through the groove portion 263. .
[0063]
Therefore, in the coil unit 220, high-frequency power can be supplied without considering the influence of the magnetic field, for example, by storing the electric wires supplied with the same level of power in the same groove.
[0064]
Furthermore, by using the holding member 260 shown in FIG. 8, the configuration of the coil unit 220 having a plurality of coils is simplified, so that the wiring operation (work) is easy.
[0065]
In addition, as described above, the electric wires supplied with the low-voltage (common) side power of the first and second coil groups are collectively (collectively) arranged in the groove portion 263, so that the coil unit 220 is arranged. Miniaturized and simplified.
[0066]
At this time, when the number of coil groups that generate heat sequentially or simultaneously is defined as A by supplying predetermined power to the respective coils sequentially or simultaneously, the holding member 260 is an electric wire in which the electric wires of these coils are arranged. The number of grooves that are passages is A + 1 or more. In the coil units 220 connected as the first and second coil groups, the number A of coil groups is A = 2. Therefore, in the holding body 260 including the three groove portions 261 to 263, A + 1 is established.
[0067]
Next, another different example applicable to the coil unit 110 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS. 7 and 9.
[0068]
In the four coil coil groups P, Q, R, and S shown in FIG. 7B, the coil groups P and Q are connected as the first coil group, and the coil group R is connected as the second coil group. . Therefore, the coil group S becomes the third coil group. The first, second, and third coil groups have different levels on the high voltage side and are supplied with the same power on the low voltage (common) side. That is, the same level of low-voltage power is supplied to the end portions P22, P23, P26, and P27 of the coil groups P, Q, R, and S, respectively. Further, the high voltage side power of the first coil group is supplied to the ends P21 and P24 of the coil groups P and Q, and the high voltage side power of the second coil group is supplied to the end P25 of the coil group R. Is supplied, and power on the high voltage side of the third coil group is supplied to the end P28 of the coil group S. In addition, the level on the high voltage side of the power supplied to the first coil group and the second coil group may be substantially the same level.
[0069]
The coils 221 to 232 are integrally assembled by a coil bobbin 281 as shown in FIG.
[0070]
As shown in FIG. 9A, the coil bobbin 281 has a cylindrical shape having a predetermined hollow portion, a surface portion 282 around which the electric wire is wound, and edge portions 283 formed at both ends of the surface portion 282. , 284. Notches 285a, 285b and 285c are formed in the edge 283. In addition, a notch 286 is formed in the edge 284. In addition, the edge part 283,284 of the coil bobbin 281 may be formed with a flange part for preventing an electric wire wound around each surface part from coming off from the bobbin.
[0071]
The coil bobbin 281 is held by a holding member 290 that can be inserted into the hollow portion. As shown in FIG. 9B, the holding member 290 is formed so as to be able to accommodate the electric wires, that is, the lead wires which are the ends P21 and P28 of the coils 221 to 232 from the notches 285a, 285b, 285c and 286, respectively. Grooves 291, 292, 293 and 294 are provided. The groove portions 291, 292, 293, and 294 each have a predetermined cross-sectional area, and can maintain a predetermined space between the coil bobbin 261 and the holding member 290 in a state where an electric wire is accommodated in each of the grooves. In addition, the groove part 294 has a larger cross-sectional area than the groove parts 291, 292, and 293, and the groove parts 291, 292, and 293 have substantially the same cross-sectional area.
[0072]
The coil unit 220 shown in FIG. 7A using the coil bobbin 281 and the holding portion 290 can draw out the electric wires of the coils 221 to 232 from the groove portions 291, 292, 293 and 294 of the holding member 290, respectively.
[0073]
More specifically, in the coil group P, one end (here, the high voltage side) of the coils 221, 222, and 223, which are the end portion P21 shown in FIG. 7B, is a hollow portion by the notch portion 285a. And is connected to a connection portion (high voltage side connection portion) to which power at a high voltage side level of power supplied to the first coil group through the groove portion 291 is supplied. Similarly, one end (here, the high voltage side) of the coils 224, 225, and 226, which are the terminals P24 of the coil group Q, is guided to the hollow portion by the notch portion 285a and passes through the groove portion 281 to be the first. The coil group is connected to the connection portion on the high voltage side.
[0074]
Also, one end (here, the high voltage side) of the coils 227, 228, and 229, which are the end portion P25 of the coil group R, is guided to the hollow portion by the notch portion 285b, passes through the groove portion 292, and the second portion. It is connected to a connection portion on the high voltage side of the power supplied to the coil group.
[0075]
Furthermore, one end of each of the coils 230, 231, and 232 constituting the end portion P28 of the coil group S is guided to the hollow portion by the notch portion 285c, and the high voltage of the electric power supplied to the third coil group through the groove portion 293. Connected to the side connection.
[0076]
Therefore, in the coil unit 220, high-frequency power can be supplied without considering the influence of the magnetic field, for example, by storing the electric wires supplied with the same level of power in the same groove. In the coil units 220 connected as the first, second, and third coil groups, the number A of coil groups is A = 3, so that “A + 1 = 4” or more as described above. That's fine.
[0077]
Note that the coil unit 220 using the coil bobbin 281 and the holding member 290 shown in FIG. 9 is not limited to the coil group described above and the supplied power, but is wired in the groove according to the level of the supplied power. A combination is selected. For example, it is particularly useful when the voltage level on the high voltage side is different, that is, when power of an independent magnitude is supplied to each coil group.
[0078]
FIG. 10 is a perspective view for explaining an example of a coil bobbin to be combined with the holding member 260 shown in FIGS. 8 and 9.
[0079]
As shown in FIG. 10A, the coil bobbin 310 has a cylindrical shape having a predetermined hollow portion, and is formed on the outer peripheral surface of the surface portion 311 around which the electric wire is wound and one edge portion of the surface portion 311. A cutout portion 312 including the cutout portions 312a and 312b, and a cutout portion 313 formed on the other edge of the surface portion 311. Further, convex portions 315, 316, and 317 formed according to the shape of the groove portion of the holding member 260 are provided on the inner peripheral surface of the coil bobbin 310 on the hollow portion side. The convex portions 315, 316, and 317 have a function of inhibiting movement in the direction indicated by the arrow M or N on the holding member 260. Further, the convex portions 315, 316, and 317 have arbitrary shapes so that when held by the holding member 260, the electric wires arranged in the groove portions and the electric wires wound around the surface portions hold a certain distance, respectively. Can be formed. Further, the convex portions 315, 316, and 317 are arranged in the longitudinal direction on the inner peripheral surface of the coil bobbin that is separated from the edge by a predetermined distance because the end portion of the electric wire wound around the surface portion is guided to the hollow portion of the coil bobbin. Can be formed.
[0080]
The convex portions 315 and 316 are positioned so as to sandwich the coil bobbin guide portion 264 of the holding member 260 described with reference to FIG. The convex portion 317 is positioned so as to be sandwiched between the openings of the groove portion 263 when held. Therefore, the coil bobbin 312 can move in the longitudinal direction along the groove portion of the holding member 260.
[0081]
As shown in FIG. 10D, the holding member 260 is provided with a stopper 301, and the coil 310 is prevented from moving in the longitudinal direction of the holding member 260.
[0082]
Next, another example of the coil bobbin to be combined with the holding member 260 will be described with reference to FIG.
[0083]
As shown in FIG. 10B, the coil bobbin 320 has a cylindrical shape having a predetermined hollow portion, and a surface portion 321 around which the electric wire is wound on the outer peripheral surface and one end of the surface portion 321 on the outer peripheral surface. A hole portion 322 including holes 322a and 322b formed in the outer peripheral surface, and a hole 323 formed at the other end of the surface portion 321 of the outer peripheral surface. The holes 322a, 322b, and 323 are used for passing an electric wire between the surface portion 321 and the hollow portion, and the electric wire wound around the surface portion 321 in a state where the electric wire is passed through the holes 322a, 322b, and 323, respectively. Can be prevented from coming off the bobbin.
[0084]
Further, on the inner peripheral surface on the hollow portion side of the coil bobbin 320, convex portions 325, 326, and 327 having the same functions as the convex portions 315, 316, and 317 formed on the coil bobbin 311 described with reference to FIG. Is provided.
[0085]
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views in the longitudinal direction of the coil bobbins 310 and 320 described in FIGS. 10A and 10B. Hereinafter, the wiring of the coils wound around the coil bobbins 310 and 320 will be described. explain.
[0086]
As shown in FIG. 11 (a), the coil bobbin 310 has an electric wire 314 wound around a surface portion 311, and has a notch 312a of a notch 312 formed at one end 314a at the edge. It is guided to the hollow portion by either one of 312b. One end portion 314a guided by the hollow portion and the other end portion 314b guided by the notch portion 313 formed at the edge portion are each drawn out to a groove portion which is a predetermined wiring path. Note that a flange portion that holds an electric wire wound around the surface portion may be formed on both sides or one side of the edge portion of the coil bobbin 310.
[0087]
As shown in FIG. 11B, the coil bobbin 320 has an electric wire 324 wound around the surface portion 321, and one end portion 324 a is a hole formed at one end of the surface portion 321 out of the outer peripheral surface. The hollow portion is guided through one of the holes 322a and 322b of the portion 322. One end portion 324a guided to the hollow portion and the other one end portion 324b guided through the hole 323 formed in the edge portion are each drawn out to a groove portion which is a predetermined wiring path. For this reason, the end portions 324a and 324b are pulled out from the hollow portions while being passed through the respective holes 322a, 322b and 323, and the electric wire can be maintained in a state of being wound around the surface portion 321.
[0088]
The coil unit 110 can be formed in an arbitrary arrangement by arbitrarily combining the coil bobbins 251, 281, 310 and 320 described above and the holding members 260 and 290.
[0089]
12 is a schematic diagram for explaining in more detail the connection of the coil groups P, Q, R, and S shown in FIG. 7C and the positional relationship of the holding body shown in FIG. 8B.
[0090]
The dashed-dotted line shown by FIG. 12 corresponds to the groove part 263 shown in sectional drawing of FIG.8 (b). Therefore, as described above with reference to FIG. 7C, the electric wires supplied with the low voltage (common) side power of the first and second coil groups are arranged together (collectively) in the groove portion 263. Has been.
[0091]
In addition, as shown in FIG. 12, at the ends where the coils 221 to 232 are adjacent to each other, approximately equal levels of power are supplied in consideration of the influence of the magnetic field generated by the adjacent coils. In this case, when the coils 221 to 232 are arranged such that the winding directions of the coils adjacent to each other are different from each other when viewed from the direction of the arrow F in FIG. 7C, current flows in the same direction.
[0092]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the electric wire passage with insulation measures is formed according to the current supplied to the lead wire, the connection with the circuit supplying the current to the coil can be simplified. .
[0093]
Also, the coil unit 220 can be made smaller and simpler by arranging (collectively) the wires supplied with low-voltage (common) power in the wire passage formed according to the supplied power. Can be
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a composite electronic copying machine as an image forming apparatus in which a fixing device of the present invention is incorporated.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a fixing device that can be used in the composite electronic copying machine illustrated in FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a control system of the composite electronic copying machine shown in FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating a control system of the fixing device shown in FIG.
5 is a graph showing the relationship between the output power P1 of the first resonance circuit incorporated in the fixing device shown in FIG. 2 and the frequency for exciting the first resonance circuit, and the second incorporated in the fixing device shown in FIG. 2; It is a figure which shows the relationship between the output electric power P2 of a resonance circuit, and the frequency which excites a 2nd resonance circuit.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a coil unit applicable to the present embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating another example of a coil unit applicable to the present embodiment.
8 is a perspective view for explaining an example of a coil bobbin and a holding member incorporated in the coil unit shown in FIGS. 6 and 7. FIG.
9 is a perspective view for explaining another example of a coil bobbin and a holding member incorporated in the coil unit shown in FIGS. 6 and 7. FIG.
10 is a perspective view for explaining an example of a coil bobbin to be combined with the holding member 260 shown in FIGS. 8 and 9. FIG.
11 is a longitudinal sectional view of the coil bobbins 310 and 320 described in FIGS. 10 (a) and 10 (b). FIG.
12 is a schematic diagram for explaining the connection of the coil shown in FIG. 7C in more detail. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Fixing device 101 ... Heating roller 102 ... Pressure roller 110 ... Coil unit 110A ... Coil bobbin 110B ... Holding member

Claims

A first coil to which a first power is supplied;
A second coil to which a second power different from the first power is supplied;
A rod-shaped holding member having at least three or more grooves and holding the first coil and the second coil;
In the case of a hollow cylindrical shape or an endless belt shape, and in the case of a cylindrical shape, the circumferential surface thereof, or in the case of a belt shape, the belt surface is formed to be movable at a predetermined speed, and the first coil and the endless belt A heating member that generates heat by induction heating from the second coil, and that can supply predetermined heat to the heat-meltable substance and the base material holding the heat-meltable substance;
A pressure member capable of providing a predetermined pressure to the heating member,
The fixing device according to claim 1, wherein electric wires that supply electric power of the same voltage level to the first coil and the second coil are arranged in the same groove of the holding member.

The first coil and the second coil are wound around a plurality of second holding members different from the rod-shaped holding member,
The fixing device according to claim 1, wherein the second holding member has a notch portion that is disposed outside the rod-shaped holding member and that passes the electric wire at a position corresponding to the groove.