专利名称：用于图像形成装置的感应加热辊设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种感应加热辊设备，以及具备有该感应加热辊设备的定影设备和图像形成装置。
背景技术：
通常，使用卤素灯作为加热源的加热辊被用于热定影调色剂图像。然而，这样的加热源需要很长的预热时间并且热容量不足。因此，用于解决这种问题的感应加热方式被发展起来。
如日本专利文献2002-222688号所记载，本发明者开发了一种使用变压器耦合型感应加热辊设备的图像形成装置和定影设备。该加热辊设备包括具有中空结构的加热辊，其中一感应线圈通过中空中空变压器耦合一感应线圈，并被可旋转地支撑。加热辊的次级侧电阻值可以从具有与次级电抗大体相等的次级电抗的闭合电路获得。本发明节约感应加热中加热辊消耗的电力，并且容易提高热定影的速度。
由于感应线圈设置在加热辊中，所以在运转中感应线圈的温度变高。因此，当在感应线圈附近设置匹配电路或者高频电源时，匹配电路和高频电源必须具有高耐热程度或者被保护以避免加热辊和感应线圈的热量。然而，这样将提高成本。此外，耐热程度的提高会增大匹配电路或者高频电源。这也会扩大定影设备或者组装该定影设备的图像形成装置的体积。
为了解决上述问题，高频电源和匹配电路可以与感应线圈分隔开，高频传输线路可以连接匹配电路和感应线圈。
一般，感应线圈和加热辊的耦合系数小。这将降低从感应线圈流过的电流的功率因数，提高从高频传输线路流过的高频电流的功率容量(VA)。此外，匹配电路和感应线圈之间的高频传输线路的线路电感变得不能被忽视。这将更进一步降低从感应线圈流过的电流的功率因数。因此，必须增大高频传输线路的导线直径或者提高高频传输线路的耐热程度。这将增加高频传输线路的成本。此外，高频传输线路的VA的提高会增加从高频传输线路向外部辐射的噪声。这可能会导致周围电路的错误动作。
为了解决上述问题，本发明者已经发明了一种感应线圈设备，该感应线圈设备包括感应线圈，与感应线圈磁耦合并且被电磁感应加热的加热辊，在感应线圈附近设置的功率因数提高装置，高频电源，高频电源传输线路，和匹配电路。此发明降低高频传输线路的VA并且降低从高频传输线路向外部辐射的噪声，从而解决上述问题。
为了提高从感应线圈到加热辊的电力传输的效率，必须加强感应线圈和加热辊之间的磁耦合。然而，由于感应线圈与加热辊之间分布电容的存在，当减小感应线圈与加热辊之间的距离时，感应线圈与加热辊之间的分布电容相对变大。分布电容可能是数十pF或者数十pF以上。当提供给感应线圈的高频电源的频率是数百kHz或数百kHz以上，施加在感应线圈的高频电压是数百V或数百V以上时，由分布电容导致的漏电流增加。这会超过将感应加热辊设备作为定影设备组装在其中的图像形成装置的漏电流的规格。
上述漏电流会产生共模噪声，导致图像形成装置和感应加热辊设备的错误动作。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种感应加热辊设备，可以维持漏电流在规格以内并且防止由共模噪声引起的错误操作。
本发明的第二个目的是提供一种感应加热辊设备，可以降低从高频传输线路向外部辐射的噪声，维持漏电流在规格以内并且防止由共模噪声引起的错误动作。
本发明的第一个方面提供一种感应加热辊设备，包括感应线圈；与感应线圈磁耦合的加热辊，该加热辊由电磁感应而加热并且与感应线圈并联且靠近地连接；功率因数提高电容器，具有接地的中间点；和用于偏压感应线圈的高频电源。
本发明和下面的每一个发明，术语的解释不被特别限定，下面说明技术含意。
感应线圈直接或通过高频传输线路被高频电源偏压或励磁，该感应线圈被插入中空的加热辊，作为初级线圈与加热辊磁耦合，例如作为中空变压器。感应线圈可以相对于旋转的加热辊固定，或者可以与加热辊一起或单独旋转。当感应线圈旋转时，可以在高频电源和感应线圈之间设置一旋转集电器机构。在这种情况下，“中空变压器耦合”不仅包括完全的中空的变压器耦合，也包括实质的中空的变压器耦合。然而，如果需要也可以使用涡流损耗加热技术类型的电磁耦合。
感应线圈可以由线圈管支撑。然而，代替线圈管，可以通过使用合成树脂或玻璃使感应线圈直接成形或者粘附，从而使感应线圈维持特定的形状。
此外，可以只有一个感应线圈。或者，可以有多个感应线圈。当只使用一个感应线圈时，该感应线圈被设置在加热辊中央位置的里面或者附近。当使用多个初级线圈时，初级线圈可以沿加热线圈的轴向以分散状态设置。此外，感应线圈可以设置为与高频电源并联连接。然而，如果需要，多个感应线圈可以串联连接。
加热辊具备有次级线圈，该次级线圈在接地状态被用来形成闭合电路，并且该次级线圈与次级线圈磁耦合，例如作为中空变压器耦合。在后者的情况下，闭合电路的次级侧电阻值与次级线圈的次级电抗大体相等。次级侧电阻值与次级电抗的“大体相等”指的是满足下面公式1的范围，其中次级侧电阻值设定为Ra，次级电抗设定为Xa，满足α＝Ra/Xa。之所以要保证该数学条件的原因在由本发明者提出的日本专利申请2001-016335号中公开。次级侧电阻值可以通过测量来决定。次级电抗可以通过计算来决定。值α在范围0.25至4，优选的是0.5至2。
0.1＜α＜10 公式1加热辊可以包括一个或多个次级线圈。当具有多个次级线圈时，优选将这些次级线圈设置为在轴向上分散。由绝缘材料构成的辊基体可以用来支撑次级线圈。次级线圈可以设置在辊基体的外表面、内表面或者内部。
次级线圈可以由例如导电层、导电金属线、导电板等导电部件构成。导电层可以使用下面的材料和制造方法来获得所需的次级侧电阻值。当使用厚层形成方法(涂敷和煅烧)时，材料可以从组Ag、Ag+Pd、Au、Pt、RuO2、和C中选择。丝网印刷方法、辊式涂敷方法、喷射方法等可以作为涂敷方法使用。相反，当使用喷镀、沉淀、和溅射方法时，材料可以从组Au、Ag、Ni、和Cu+(Au，Ag)中选择。导电金属线和导电板可以使用铜、铝等。
为了获得更实用的加热辊，需要增加下面的结构。
1.辊基体由绝缘材料构成的辊基体可以用来支撑次级线圈。在这种情况下，次级线圈可以设置在辊基体的外表面、内表面或者内部。绝缘的辊基体可以用陶瓷或玻璃构成。考虑到热电阻、抵抗剧烈碰撞的特征、和机械强度，可以使用下面的材料。实用的陶瓷包括氧化铝、莫来石、氮化铝、氮化硅等。实用的玻璃包括结晶玻璃、石英玻璃和派热克斯玻璃(Pyrex，注册商标)。
2.热扩散层热扩散层作为提高加热辊轴向上的温度均匀性的装置发挥作用，可以根据需要设置在导电层的顶侧。因此，热扩散层最好由在加热辊轴向上具有优良的导热性的材料构成。具有高导热性的材料经常是具有高导电性的金属，例如Cu、Al、Au、Ag和Pt。然而，热扩散层只需要具有与形成导电层的材料相等或者更高的导热性。因此，热扩散层也可以由与导电层相同的材料构成。
此外，当热扩散层由导电材料构成时，热扩散层会与导电层导电地连接。然而，噪声的传播通过将热扩散层设置在绝缘膜上而被阻止。由于高频磁场的作用不会到达热扩散层这么远，所以热扩散层中不包括用于加热的次级电流。
3.保护层可以根据需要设置保护层，用来为加热辊提供机械保护和电绝缘，或者提高加热辊的弹性接触特性和调色剂分离特性。玻璃可以用作为加热辊提供机械保护和电绝缘的保护层的结构材料，合成树脂可以用作提高加热辊的弹性接触特性和调色剂分离特性的保护层的结构材料。使用的玻璃材料可以从硼硅酸锌玻璃、硼硅酸铅玻璃、硼硅酸盐玻璃、和铝硅酸盐玻璃中选择。合成树脂材料可以从硅树脂、氟树脂、聚酰亚胺树脂+氟树脂、和聚酰亚胺+氟树脂中选择。当使用聚酰亚胺树脂+氟树脂、和聚酰亚胺+氟树脂时，氟树脂被设置在外侧。
4.加热辊形状如果需要可以在加热辊上形成顶部。该顶部可以具有鼓形状或者桶形状。
5.加热辊的旋转机构用来使加热辊旋转的机构可以从已知的机构中适当选择。可以是将压力辊设置为与加热辊相对的结构，这样，当带有调色剂图像的记录介质从加热辊和压力辊之间通过时，调色剂图像被加热并熔合到记录介质上。
功率因数提高电容器是一种使由高频电源提供的高频电流的功率因数高，优选是0.85或者更高的装置。此外，功率因数提高电容器作为由分布电容产生的漏电流的再生电路发挥作用。感应线圈的电抗主要由它的电感决定。因此，通过将功率因数提高电容器与感应线圈串联连接，得到可以降低负载的电感并且提高功率因数的电容。在高频传输线路的终端侧，通过将电容器在感应线圈附近相对感应线圈并联连接，得到的电容值可以降低从高频传输线路中流过的高频电流的VA。
只要在加热辊的附近，功率因数提高电容器可以设置在加热辊外侧或内部。“在感应线圈附近”表示功率因数提高电容器设置在加热辊外部并且位于从加热辊一端开始的导线长度是50mm或更短的位置。此外，当功率因数提高电容器设置在加热辊内部时，周围的温度升高。所以最好使用具有高耐热程度的陶瓷电容器。
此外，功率因数提高电容器一般包括一对串联连接的电容器。串联连接的电容器的两端连接到感应线圈的两端，并且该对电容器的中间点接地。在本发明中，“接地”表示稳定电压。
如果需要，功率因数提高电容器可以容纳在加热辊内部。然而，功率因数提高电容器也可以设置在加热辊的外部。此外，不管功率因数提高电容器设置在加热辊的内部还是外部，功率因数提高电容器可以设置于线圈管上形成的凹部中。
高频电源是用于偏压感应线圈的装置。高频电源的输出频率没有被限制。但是，当感应线圈和加热辊采用中空变压器耦合方式时，优选的是高频电源具有100kHz或更高的频率，更优选的是1MHz或更高。这是因为具有100kHz或更高的频率时，可以提高感应线圈的Q值并且更加提高电力传输效率。更高的电力传输效率提高整个加热效率并且减少电力消耗。在实践中，通过使用15MHz或者更低的频率易于避免辐射噪声的问题。考虑适合的有源元件(例如，后述的MOSFET)的经济性和抑制高频噪声的容易性，优选1至4MHz范围。本发明中也可以使用涡流耦合方式的感应线圈和加热辊，在这种情况下优选20至100KHz的频率范围。
在产生高频时，实践中常使用有源元件，例如半导体开关等，用来直接或者间接将直流或者低频交流转换为高频。当从低频交流获得高频电力时，整流装置可以用于将低频交流转换为直流。直流可以是由平滑电路产生的平滑直流也可以是不平滑直流。当将直流转换为高频时，可以使用例如变流器等的放大器和电路元件。例如，具有高电力传输效率的E类放大器等可以用来作为放大器。此外，也可以使用半桥型变流器。具有良好的高频特性的MOSEFT适于作为有源元件。在高频输出施加到感应线圈以前，可以将多个高频电源电路并联连接用来合成每一个高频电源电路的高频输出。这样，每一个高频电源电路的输出可以小，而可以使用MOSFET作为有源元件来获得需要的电压。这种设置廉价并高效地产生高频电力。
通过改变高频电源的输出频率，施加到每个感应线圈的电力可以单独控制。此外，如果需要，为了进行高速加热，可以使启动过程中使用的电力增加为高于正常运转时使用的电力。
此外，高频电源可以设置为使多个感应线圈分享高频电力。这将允许可以单独控制提供给各个线圈的电力。然而，也可以将多个频率可变的高频电源分别提供给各个线圈。
此外，如果需要，为了对辊进行快速加热，启动时的输入电力可以高于正常运转中的输入电力。
尽管不是本发明必须的构成部件，以下的结构可以根据需要选择性添加到本发明，用来提高性能并增加功能，以获得效果更好的感应加热辊设备。
1.高频传输线路如果需要，高频传输线路将高频电力从高频电源，通过匹配电路提供给位于与高频电源和匹配电路隔一定距离的感应线圈。高频传输线路可以长100mm或者更长。当然，如果不必要就不需要使用高频传输线路。
2.匹配电路匹配电路包括用来提高电力传输效率的电路装置，当内部阻抗和负载阻抗不同时，该电路装置在高频电源的内部阻抗和负载阻抗之间进行阻抗转换。
3.线圈管线圈管由具有尽可能最小的感应损耗和优良的耐热性的材料构成，用来支撑感应线圈维持规定的形状和位置。
线圈管可以具有用来支撑感应线圈呈对齐状态的缠绕槽。此外，连接到感应线圈的高频传输线路可以容纳在中空线圈管的内部，或者功率因数提高电容器可以容纳在线圈管的内部。
4.预热控制在装置启动后或者开始供电后的预热期间，可以控制加热辊以低于正常运转中的旋转速度的速度进行旋转。
5.加热辊温度控制为了使加热辊的温度维持规定范围内的恒定值，例如200℃，可以使感热元件导热接触加热辊的表面。该感热元件连接温度控制电路。具有负温度特性的热敏电阻或者具有正温度特性的非线性电阻元件可以用作感热元件。
在本发明中，功率因数提高电容器具有接地的中间点。因此，功率因数提高电容器作为反馈路线，使由感应线圈与加热辊之间的分布电容引起的漏电流在高频电源中再生。换言之，功率因数提高电容器的中间点接地使由于分布电容而从加热辊或者感应线圈泄漏的不均衡的漏电流从功率因数提高电容器的接地点，经由功率因数提高电容器，流向高频电源用于再生。这样将防止漏电流从感应线圈和加热辊侧附近作为共模噪声而向外泄漏。
此外，功率因数提高电容器在感应线圈附近且与感应线圈并联连接。这将降低负载(感应线圈)的电抗，提高从高频电源流过的高频电流的功率因数，降低从高频电源与感应线圈之间的电路中流过的高频电流的VA。这将降低电路的电流容量。因此，电路可以用窄的导线构成。这样会降低成本并易于配线。此外，由于流过电路的高频电流降低，从电路辐射的噪声也降低。
在本发明的第二方面中，感应加热辊设备包括感应线圈；与感应线圈磁耦合并且被感应电流加热的加热辊；功率因数提高电容器，设置在感应线圈附近并且并联连接到感应线圈，具有接地的中间点；用于偏压感应线圈的高频电源；连接高频电源与感应线圈的高频传输线路；和连接在高频电源与高频传输线路之间并位于高频电源附近的匹配电路。
在本发明中，“高频传输线路”表示将由高频电源产生的高频电力经由匹配电路提供给感应线圈的传输装置。该高频传输线路包括两条平行线路，同轴通道和波导。因此，高频传输线路经由匹配电路，在高频电源与感应线圈之间延伸并使其电连接。此外，优选的是高频传输线路设置在加热辊中感应线圈的内表面或者外表面的附近。当包括两条平行线路的高频传输线路在感应线圈的中心轴附近延伸通过感应线圈时，横贯高频传输线路的磁通量增加。这将导致线圈内部的涡流损耗和降低电源传输效率。因此，这样的结构不是优选的。与之对比，上述的结构减少贯穿高频传输线路的磁通量，从而相对抑制电源传输效率的降低。
匹配电路的电路结构没有限制，可以从多种已知的电路结构中选择。然而，从匹配电路看，负载包括高频传输线路和感应线圈。因此，感应线圈和高频电源不是必须匹配。
在第一方面的作用的基础上，提高从高频传输线路和匹配电路中流过的高频电流的功率因数，降低高频传输线路和匹配电路的VA。这将降低高频传输线路和匹配电路的电流容量，高频传输线路可以使用窄导线，匹配电路中可以使用具有小电流容量的电路元件。这样会降低成本并且高频传输线路容易配线。
此外，可以降低从高频传输线路中流过的高频电流。从而减少从高频传输线路辐射的噪声。
在本发明的第三方面中，定影设备包括班汉加热辊的定影设备主体和第一和第二方面的感应加热辊设备，其中，加热辊设置为与压力辊挤压接触，压力辊与加热辊通过在它们之间支承记录介质而传送带有调色剂图像的记录介质，从而定影调色剂图像。
在本发明中，定影设备主体是从定影设备中除去感应加热设备的加热辊或者感应加热辊设备后剩余的部分。
压力辊和加热辊可以设置为彼此直接相对挤压，或者需要时可以设置为通过传送纸张间接挤压接触。传送纸张可以是无端型或者辊型。
在本发明中，尽管当加热辊加热被加热物体时可以与被加热物体直接接触，也可以通过传送纸张在加热辊与被加热物体之间经过使加热辊与被加热物体间接接触。在这种情况下，传送纸张可以是无端型或者辊型。通过使用传送纸张，可以平滑加热并传送被加热物体。
在本发明中，当带有调色剂图像的记录介质在加热辊与压力辊之间传送时，调色剂图像被定影。
在本发明的第四方面中，图像形成装置包括图像形成装置主体，该图像形成装置主体具有用于在记录介质上形成调色剂图像的图像形成单元，和本发明的第三方面的定影设备，该定影设备设置在图像形成装置主体中，用来将调色剂图像定影到记录介质上。
在本发明中，图像形成装置主体是从图像形成装置中除去定影设备后剩余的部分。图像形成装置是一种通过间接方式或者直接方式在记录介质上形成由图像信息产生的图像的装置。间接方式是通过转写形成图像的方式。
例如电子照相复印机、打印机和传真机等可以用来作为图像形成装置。
记录介质包括传送纸、打印纸、静电照相纸和静电记录纸等。
在本发明中，包括第一和第二方面的感应加热辊设备的图像形成装置具有短的预热时间。
通过下面结合附图的说明，举例说明和本发明的原则，本发明的其余方面和优势将变得明显。
参照以下结合附图对优选实施例的说明可以更好的理解本发明的目的和优势，附图如下图1是根据本发明第一实施方式的感应加热辊设备的示意电路图。
图2是图1的感应加热辊设备的感应线圈和加热辊的部分切除的俯视横截面图。
图3是沿线3-3的感应线圈和加热辊的横截面图。
图4是图1的感应加热辊设备的电路图。
图5是具备有图1的感应加热辊设备的定影设备的示意框图。
图6是具备有图5的定影设备的图像形成装置的示意框图。
具体实施例方式
在图中，相似的数字用于相似的元件。下面将参照附图对本发明进行说明。
图1和4是根据本发明第一实施方式的感应加热辊设备的示意电路图。图2是感应线圈和加热辊的截面图。图3是沿线3-3的截面图。图4是高频电源和匹配电路的电路图。
在本实施方式中，感应线圈设备包括感应线圈1、加热辊2、功率因数提高电容器3、高频电源4、高频传输线路5、匹配电路6、线圈管7、和旋转机构8。下面将对每一个元件进行说明。
参照图2和3，感应线圈1缠绕在线圈管7上并且并联连接至高频传输线路5的终端。此外，如图3所示，感应线圈1并联连接在一对导线1a和1b之间。
如图2和3所示，加热辊2具备有辊基体2a、次级线圈2b、和保护层2c。旋转机构9使加热辊2旋转。辊基体2a是由氧化铝陶瓷制成的圆柱体，并且例如长300mm，厚3mm。次级线圈2b是通过Cu蒸镀构成的单匝膜状的圆柱形的线圈，并且沿辊基体2a的外表面在轴向的整个有效长度设置。次级线圈2b的厚度被设置为使加热辊2圆周方向中次级侧电阻r的值为1Ω，该电阻值和次级电抗大体相等。保护层2c是氟树脂，覆盖在次级线圈2b的外表面。
功率因数提高电容器3串联连接在感应线圈1的两端之间，包括在串联连接的中间点接地的两个陶瓷电容器3a和3b。即，功率因数提高电容器3包括连接在感应线圈1的一端和地之间的第一陶瓷电容3a，和连接在感应线圈1的另一端和地之间的第二陶瓷电容3b。如图2和3所示，功率因数提高电容器3容纳在线圈管7的凹部7c中。
更详细地，参照图2和3，三根导线1w1、1w2、和1w3从两个串联连接地电容器3a和3b延伸出来。导线1w1连接导线1a，导线1w2从插入孔7d插入并连接导线1b，导线1w3从插入孔7e插入并连接导线1c。导线1w1和1w2经由一对导线1a和1b连接到高频传输线路5，导线1w3经由导线1c接地。
如图1示意性所示和图4详细所示，高频电源4包括低频AC电源4a、DC电源4b、和高频发生器4c。在图4中LC表示负载电路。
低频AC电源4a是例如100V商业交流电源。
DC电源4b是整流电路，具有连接到低频AC电源4a的输入端，将低频交流电压转换为未经平滑的DC电压，该DC电压从DC输出端输出。
高频发生器4c具有高频滤波器HFF、高频振荡器OSC、驱动电路DC、和半桥变流器主电路HBI。高频滤波器HFF具有连接到两端线中的一对串联连接的电感L1和L2，和分别在电感L1和L2之前和之后连接在两端线之间的一对电容器C1和C2。此外，高频滤波器HFF被设置在DC电源4b和半桥变流器主电路HBI之间以防止高频进入低频AC电源AS。高频振荡器OSC产生具有规定频率的高频信号并将信号输入到驱动电路DC。驱动电路DC是前置放大器，放大从高频振荡器OSC接收的高频信号，输出驱动信号。半桥变流器主电路HBI具有一对MOSFET Q1和Q2，它们串联连接在DC电源4b的输出端之间，并且被驱动电路DC的驱动信号交替驱动。一对电容器C3和C4与该对MOSFET Q1和Q2并联连接。半桥变流器主电路HBI将DC电源4b的DC输出转换为具有大体为矩形波的高频。在转换进行中，电容器C3和C4作为高频旁路。
负载电路LC包括DC截止电容器C5、电感L3、匹配电路6、和功率因数提高电容器3(图1)。DC截止电容器C5防止DC成份从DC电源DC侧经由MOSFET Q1和Q2流向负载电路LC。电感L3、匹配电路6和功率因数提高电容器3构成串联谐振电路并且将施加于感应线圈1的高频电压波形整形为正弦波。波形整形后的高频电压对感应线圈1进行偏压。
高频传输线路5包括两条平行线路，连接匹配电路6与感应线圈1，并且具有连接功率因数提高电容器3的终端。高频电源4和匹配电路6与感应线圈1分隔从而不会经由高频传输线路5受到感应线圈1的热干扰。
匹配电路6是一个阻抗变换电路，包括串联连接到高频输出线路5的电容器6a和并联连接到高频输出线路5的电容器6b。匹配电路6使高频电源4的内部阻抗与相对于高频传输线路5的开始端的负载侧的负载阻抗平衡。
参照图2和3，感应线圈管7包括用来使感应线圈1呈排列状态沿外围表面缠绕的缠绕槽7a，在外围表面的三个位置向轴向延伸的三个导线槽7b，与三个导线槽7b连接的三个凹部7c，插入孔7d和7e，和悬臂支撑部。凹部7c延伸贯穿线圈管7的一部分。功率因数提高电容器3容纳在凹部7c中。插入孔7d和7e在凹部7c和导线槽7b之间延伸。功率因数提高电容器3的导线1w2和1w3分别插入通过插入孔7d和7e。悬臂支撑部呈悬臂状态支撑线圈管7。
旋转机构8是用于使加热辊2旋转的机构，具有下面的结构。参照图2，旋转机构8具备有第一末端部件8a、第二末端部件8b、一对轴承8c、锥齿轮8d、花键齿轮8e、和电机8f。第一末端部件8a包括盖8a1、驱动轴8a2、和尖末端8a3。如图2所示，盖8a1的左末端与加热辊2咬和并且由固定螺丝钉(未图示)固定在加热辊2上，以支撑该加热辊的左末端。驱动轴8a2从盖8a1的外面的中央部分向外部延伸。尖末端8a3从盖8a1的里面的中央部分向内部延伸。第二末端部件8b包括环8b1。该环8b1从外面与加热辊2的右末端咬和并且由固定螺丝钉(未图示)固定在加热辊2上，以支撑该加热辊2的右末端。一对轴承8c中的一个可旋转地支撑第一末端部件8a的盖8a1的外表面。两个轴承8c中的另一个可旋转地支撑第二末端部件8b的外表面。因此，加热辊2通过安装在加热辊2两端的第一和第二末端部件8a、8b，以及一对轴承8c，被可旋转地支撑。锥齿轮8d被安装在第一末端部件8a的驱动轴8a2上。花键齿轮8e与锥齿轮8d啮合。电机8f的转轴直接连接在花键8e上。
在高频电源4中，低频AC电源4a的低频AC电压被DC电源4b转换为DC电压，再被高频电源4c转换为高频电压。高频电压从高频电源4输出并送到匹配电路6，该匹配电路6对高频电力进行阻抗转换并将转换后的电力送往高频传输线路5。
处于静止状态的感应线圈1和功率因数提高电容器3并联连接至高频传输线路5的终端。这样会提高从高频传输线路5中流过的高频电流的功率因数，即使提供给感应线圈1的高频电力与现有技术相同，也可以降低从高频传输线路5流过的高频电流。
当高频电压施加到感应线圈1时，会在磁耦合的加热辊2中的次级线圈2b中引起次级电压。这样将在加热辊2的圆周方向产生次级电流，通过电阻加热将加热辊加热到所需的温度。
功率因数提高电容器3具有中间点接地的结构。从而，参照图1，经由感应线圈1和加热辊之间的分布电容Cs流向地的漏电流经由导线1w3、陶瓷电容器3a和导线1w1，或者导线1w3、陶瓷电容器3b和导线1w2，再从地返回高频传输线路5，由高频电源4再生。功率因数提高电容器3位于感应线圈1的附近。所以漏电流从感应线圈1的附近返回高频电源4，不会泄漏到感应加热装置的外面。
图5是用于表示根据本发明的优选实施例的定影设备的截面图。定影设备包括感应加热辊设备21、压力辊22、记录介质23、调色剂24、和架台25。
图1至5所示的第一实施方式可以用于感应加热辊设备21。
设置压力辊22与感应加热辊设备21的加热辊TR相对挤压，记录介质23从两个辊中间传送。
通过将调色剂24粘附到记录介质23的表面，记录介质23形成图像。
架台25支撑上述的结构元件(除去记录介质23)保持规定的位置关系。
在记录介质23被插入感应加热辊设备21的加热辊TR和压力辊22之间的状态下，定影设备传送带有通过调色剂24形成的图像的记录介质23，并且通过来自加热辊TR的热量来加热调色剂24，以使调色剂熔化并热定影到记录介质上。
图6是用来表示用作图像形成装置的复印机的示意框图，该图像形成装置具备有本发明的定影设备。复印机包括读取设备31，图像形成装置32，定影设备33，和图像形成装置壳体34。
读取装置31光学地读取文档并且产生图像信号。
图像形成装置32基于图像信号在感光鼓32a上形成静电潜像，通过在静电潜像上粘附调色剂形成相反的图像，然后将图像转录到纸张等记录介质上。
定影设备33具有如图5所示的结构，并且加热记录介质上的调色剂使其熔化并热定影到记录介质上。
图像形成装置壳体34具备有上述每一个设备，并且容纳设备31至33，还具备有传送设备、电源、控制器等。
在不脱离本发明本质或者范围内本发明可以有其它的实施方式，这对于本领域的技术人员是显而易见的。因此，现有的例子和实施方式是说明性的而不是限定性的，本发明不限定于以上所述，可以在权利要求的范围内变形。
权利要求
1.一种感应加热辊设备，包括感应线圈(1)；接地的加热辊(2)，其与感应线圈磁耦合并且由电磁感应加热；功率因数提高电容器(3)，设置在感应线圈附近并且并联连接到感应线圈，具有接地的中间点；和高频电源(4)，用于对感应线圈进行偏压。
2.根据权利要求1所述的感应加热辊设备，其中功率因数提高电容器包括两个串联连接的电容器(3a，3b)，其中电容器之间的中间点接地。
3.根据权利要求1所述的感应加热辊设备，其中感应线圈包括第一端子和第二端子，功率因数提高电容器包括连接在第一端子与地之间的第一电容器(3a)和连接在第二端子与地之间的第二电容器(3b)。
4.根据权利要求1至3中任何一个所述的感应加热辊设备，还包括用于缠绕感应线圈的线圈管(7)，其中线圈管包括用来容纳功率因数提高电容器的凹部(7c)。
5.根据权利要求1至4中任何一个所述的感应加热辊设备，其中高频电源与感应线圈分隔。
6.根据权利要求1至4中任何一个所述的感应加热辊设备，还包括连接高频电源和感应线圈的高频传输线路(5)；和连接在高频电源与高频传输线路(5)之间并且位于高频电源附近的匹配电路(6)。
7.根据权利要求6所述的感应加热辊设备，其中高频电源和匹配电路与感应线圈分隔。
8.根据权利要求6或7所述的感应加热辊设备，其中高频传输线路设置在加热辊中感应线圈附近。
9.一种使用带有调色剂图像的记录介质的定影设备，该定影设备包括压力辊(22)；和感应加热辊设备(21)，包括被设置为与压力辊挤压接触的加热辊(TR)，其中加热辊通过与压力辊支承记录介质而传送带有调色剂图像的记录介质，并且将调色剂图像定影到记录介质上，感应加热辊设备还包括感应线圈(1)；接地的加热辊(2)，其与感应线圈磁耦合并且被电磁感应加热；功率因数提高电容器(3)，设置在感应线圈附近并且并联连接到感应线圈，具有接地的中间点；和高频电源(4)，用于对感应线圈进行偏压。
10.根据权利要求9所述的定影设备，其中感应加热辊设备还包括连接高频电源和感应线圈的高频传输线路(5)；和连接在高频电源与高频传输线路之间并且位于高频电源附近的匹配电路(6)。
11.一种使用记录介质的图像形成装置，包括图像形成单元(32)，用于在记录介质上形成调色剂图像；和定影设备(33)，用于传送带有调色剂图像的记录介质，并且将调色剂图像定影到记录介质上，该定影设备包括压力辊(22)；和感应加热辊设备(21)，包括被设置为与压力辊挤压接触的加热辊(HR)，其中加热辊通过与压力辊支承记录介质而传送带有调色剂图像的记录介质，并且将调色剂图像定影到记录介质上，感应加热辊设备还包括感应线圈(1)；接地的加热辊(2)，其与感应线圈磁耦合并且被电磁感应加热；功率因数提高电容器(3)，设置在感应线圈附近并且并联连接到感应线圈，具有接地的中间点；和高频电源(4)，用于对感应线圈进行偏压。
12.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中感应加热辊设备还包括连接高频电源和感应线圈的高频传输线路(5)；和连接在高频电源与高频传输线路之间并且位于高频电源附近的匹配电路(6)。
全文摘要
一种感应加热辊设备，可以维持漏电流在规格以内并且防止由共模噪声引起的错误动作。感应加热辊设备包括感应线圈(1)，与感应线圈磁耦合并且被电磁感应加热的接地的加热辊(2)。功率因数提高电容器(3)设置在感应线圈附近并且并联连接到感应线圈，具有接地的中间点。高频电源(4)对感应线圈进行偏压。由感应线圈与加热辊之间的分布电容引起的漏电流经由功率因数提高电容器返回高频电源。从而漏电流不会流出感应加热辊设备。
文档编号G03G15/20GK1523932SQ200310123790
公开日2004年8月25日 申请日期2003年12月17日 优先权日2002年12月18日
发明者小笠原崇行, 土井洋幸, 横关一郎, 贵家学, 铃木俊也, 田中贵章, 前田祥平, 也, 平, 幸, 章, 郎 申请人:哈利盛东芝照明有限公司