(57)【要約】【課題】記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる。【解決手段】加熱ローラ２１および定着ローラ２２に張架される定着ベルト２４と、定着ローラ２２との間にニップ部を形成する加圧ローラ２３と、を備えた定着装置２０において、加熱ローラ２１の軸方向における長さが異なる複数のコイルであって、軸方向における長さが最大となるコイルの内周に他のコイルは配設されるとともに、各コイルは共振回路３５への接続と短絡を制御されることで、交番磁束を生成して加熱ローラ２１を誘導加熱する励磁状態と、他方のコイルにより生成した交番磁束を打ち消す消磁状態と、を切り替え可能な複数の励磁／消磁コイル３１ａ，ｂと、励磁／消磁コイル３１ａ，ｂに交流電流を供給する共振回路３５と、共振回路３５と、複数の励磁／消磁コイル３１ａ，ｂとの接続状態と短絡状態を制御する切り替え回路３４と、を有する誘導加熱手段３０を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱手段により加熱される定着部材と、
該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、
前記誘導加熱手段は、
前記定着部材の軸方向における長さが異なる複数のコイルであって、該複数のコイルのうち軸方向における長さが最大となるコイルの内周に他のコイルは配設されるとともに、各コイルは共振回路への接続状態と短絡状態を制御されることで、交番磁束を生成して前記定着部材を誘導加熱する励磁状態と、他のコイルにより生成した交番磁束を打ち消す消磁状態と、を切り替え可能な複数のコイルと、
前記コイルに交流電流を供給する共振回路と、
前記共振回路と、前記複数のコイルとの接続状態と短絡状態を切り替える切り替え回路と、
を有することを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数のコイルは、
前記定着部材の軸方向における中央位置から所定範囲の長さを有する第一のコイルと、
前記定着部材の軸方向における中央位置から前記所定範囲よりも広範囲に亘る長さを有する第二のコイルと、からなることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着部材の軸方向における前記第一のコイルの外側であって前記第二のコイルの内側の温度を検知する端部温度検知手段を、有し、
該端部温度検知手段による検知温度が、所定の設定温度よりも低い場合は、前記切り替え回路を制御して、
前記共振回路との接続を前記第一のコイルから前記第二のコイルに切り替えるとともに、前記共振回路と前記第一のコイルとの間を短絡させることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
用紙サイズ情報に基づいて、前記切り替え回路を制御して、前記共振回路と前記コイルとの接続状態と短絡状態を切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
【請求項５】
誘導加熱手段により加熱される定着部材と、
該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、
前記誘導加熱手段は、
前記定着部材の軸方向における長さが異なる複数のコイルであって、該複数のコイルのうち軸方向における長さが最大となるコイルの内周に他のコイルが配設される複数のコイルと、
前記コイルに交流電流を供給する共振回路と、
前記共振回路と、前記複数のコイルとの接続状態を切り替える切り替え回路と、を有し、
用紙センサにより検知される用紙サイズ情報に基づいて、前記切り替え回路を制御して、前記共振回路と前記複数のコイルとの接続状態を切り替えることを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記複数のコイルは、
前記定着部材の軸方向における中央位置から所定範囲の長さを有する第一のコイルと、
前記定着部材の軸方向における中央位置から前記所定範囲よりも広範囲に亘る長さを有する第二のコイルと、からなることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記複数のコイルは、インダクタンスおよび抵抗値が共通であることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記共振回路が有する共振コンデンサーは、
前記複数のコイルの少なくとも２つに対して共通であることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記定着部材は、下記（１）から（３）のいずれかからなることを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の定着装置。
（１）前記加圧部材との間にニップ部を形成する前記誘導加熱手段により加熱される加熱ローラ
（２）前記加圧部材との間にニップ部を形成する定着ローラと、前記誘導加熱手段により加熱される加熱ローラと、前記定着ローラおよび前記加熱ローラに張架されたベルト部材
（３）前記加圧部材との間にニップ部を形成する定着ローラと、前記誘導加熱手段により加熱される加熱ローラと、前記定着ローラおよび前記加熱ローラに張架されたフィルム部材
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれかに記載の定着装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。さらに詳述すると、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に装着される定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置として、電子写真方式を利用した画像形成装置が種々考案されており公知技術となっている。その画像形成プロセスは、像担持体である感光ドラムの表面に静電潜像を形成し、感光ドラム上の静電潜像を現像剤であるトナー等によって現像して可視像化し、現像された画像を転写装置により記録媒体（用紙、記録紙、記録材ともいう）に転写して画像を担持させ、圧力や熱等を用いる定着装置によって記録紙上のトナー画像を定着する過程により成立している。
【０００３】
定着装置としては、様々な方式のものが提案されており、所定の温度に維持された定着ローラと、定着ローラに圧接する加圧ローラとを備え、加圧ローラと定着ローラとの圧接によって形成されたニップ部により、未定着トナー像を担持した転写材を挟持搬送しつつ加熱し、定着させるローラ定着方式が知られている。
【０００４】
また、加圧ローラに対向配置される定着ローラと、定着ローラと加熱ローラとの間に張架される無端状の定着ベルトとを備え、加圧ローラと定着ベルトとの圧接によって形成されたニップ部にて、定着ベルトを介して加熱ローラの熱を転写材に与えることで、未定着トナー像を転写材に加圧し、定着させるベルト定着方式が知られている。
【０００５】
また、近年、省エネルギー化の観点から、定着装置の通紙可能状態までの高速立上げによる立ち上り時間（ウォームアップタイム）の短縮が要求されており、定着ローラや加熱ローラなどの熱源としてハロゲンヒータを用いる従来の方式よりも、ＩＨヒータ等の熱変換効率が高い電磁誘導加熱を熱源として用いた定着装置が提案されている。
【０００６】
この電磁誘導加熱（誘導加熱ともいう）方式の定着装置では、発熱部材である電磁誘導発熱性層が薄いため、定着部材の長手方向（軸方向）の温度分布を制御することが難しいことが知られている。なお、定着部材とは、ローラ定着方式では定着ローラ、ベルト定着方式では、定着ローラ、加熱ローラおよび定着ベルトを指すものとする。
【０００７】
一般的な画像形成装置では、幅方向のサイズが異なる数種類の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。なお、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、ＪＩＳ寸法のＡ列やＢ列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれるものとする。
【０００８】
また、同一サイズ（例えば、Ａ４サイズ）の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向（長手方向に直交する方向）を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。
【０００９】
このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合において、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着部材の長手方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまうという問題がある。
【００１０】
例えば、常に記録媒体が通紙する定着部材の長手方向中央部の温度を基準として定着部材の長手方向全域の温度を制御すると、定着部材の長手方向中央部の温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着部材の長手方向における中央側の領域（通紙領域）では熱が多く奪われて、その他の端部側の領域（非通紙領域）に比べて定着温度が低くなる。換言すれば、非通紙領域で過昇温が生じる。この現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。
【００１１】
このように、定着部材の長手方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体上にトナー層が分断してホットオフセットが発生してしまう。
【００１２】
また、逆に、定着部材の長手方向における中央側の領域では、所望の温度となっていても、定着部材の長手方向両端部の定着温度が低い状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、コールドオフセットが発生してしまう。
【００１３】
このような問題に対して、誘導加熱方式の定着装置において、消磁部材を利用する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、電磁誘導加熱を行う励磁コイルのほかに、消磁用のキャンセルコイルを非通紙領域に対応した位置に設置し、励磁コイルが発生する磁束変化によって発生するキャンセルコイルの誘導起電力と誘導電流によって非通紙領域の磁束を低減することで過昇温を防止する加熱装置が開示されている。
【００１４】
また、特許文献２には、キュリー温度以上になることで磁性、非磁性が変化する整磁合金と金属板を配置し、整磁合金を励磁コイルと金属板の間に介し、整磁合金がキュリー温度以上になったとき、金属板による反発磁束が励磁コイルによる誘導磁束を打ち消す形で自己温度制御機能を発揮させる熱ローラ装置が開示されている。
【００１５】
また、特許文献３には、電磁誘導により発熱する加熱ローラと、記録紙の幅方向に沿って配置され、電磁誘導の磁束を発生させる複数の励磁コイルと、複数の励磁コイルに選択的に電力供給するための複数の電力供給経路を含む電気回路と、励磁コイルに対する電力供給を制御するＩＨ制御部とを備え、上記電力供給経路の少なくとも１つは、複数の励磁コイルのうちの所定の励磁コイルに対する電力供給を遮断または抑制すべく、当該所定の励磁コイルを迂回するバイパス経路を含み、ＩＨ制御部は、通紙される記録紙の幅に基づき、複数の電力供給経路のうちのいずれかを選択する電磁誘導加熱定着装置が開示されている。
【００１６】
さらに、特許文献４には、加熱部材に沿うように配置され交番磁束を生成して加熱部材を電磁誘導加熱する励磁コイルと、該励磁コイルにより生成した交番磁束の一部を周回し交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させる消磁コイルと、該消磁コイルを含む消磁回路中にあり消磁コイルに発生する電流を調整する消磁電流調整装置とを備えた加熱装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、特許文献１、２では、非通紙領域の温度が通紙領域の温度よりも高温になってしまうという問題を十分に解決することはできなかった。一方、特許文献３，４では、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することが可能となる。
【００１８】
しかしながら、特許文献３の技術では、複数のインバータ回路を用いて制御行うことが必要であり、特許文献４の発明では、消磁手段としての消磁コイルを別途設けるとともに、消磁コイルに発生する電流を調整する消磁電流調整手段等の構成を備える必要があり、加熱幅を変化させるための構成及び制御が複雑なものとなっていた。
【００１９】
そこで本発明は、複数のインバータ回路や消磁コイルなどの消磁部材を別途用いることなく、簡易な構成により、定着部材の軸方向の加熱幅を調整して、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる定着装置および該定着装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
かかる目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、誘導加熱手段により加熱される定着部材と、該定着部材の少なくとも一部を押圧可能に配置され、前記定着部材との間にニップ部を形成する加圧部材と、を備えた定着装置において、前記誘導加熱手段は、前記定着部材の軸方向における長さが異なる複数のコイルであって、該複数のコイルのうち軸方向における長さが最大となるコイルの内周に他のコイルは配設されるとともに、各コイルは共振回路への接続状態と短絡状態を制御されることで、交番磁束を生成して前記定着部材を誘導加熱する励磁状態と、他のコイルにより生成した交番磁束を打ち消す消磁状態と、を切り替え可能な複数のコイルと、前記コイルに交流電流を供給する共振回路と、前記共振回路と、前記複数のコイルとの接続状態と短絡状態を切り替える切り替え回路と、を有するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、定着部材の軸方向の加熱幅を調整して、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である（第一の実施形態）。
【図３】加熱ローラに対する励磁／消磁コイルの配置を説明する模式図である。
【図４】励磁／消磁コイル切り替え時の加熱ローラの軸方向位置と発熱量との関係を示す発熱分布図である。
【図５】加熱ローラの軸方向位置と加熱ローラ温度との関係を示す温度分布図である（第一の実施形態）。
【図６】定着装置の制御手段による切り替え回路の制御フローチャートである（第一の実施形態）。
【図７】本発明に係る定着装置の一実施形態の構成を示す側面断面図である（第二の実施形態）。
【図８】加熱ローラに対する励磁コイルの配置を説明する模式図である。
【図９】励磁コイル切り替え時の加熱ローラの軸方向位置と発熱量との関係を示す発熱分布図である。
【図１０】加熱ローラの軸方向位置と加熱ローラ温度との関係を示す温度分布図である（第一の実施形態）。
【図１１】定着装置の制御手段による切り替え回路の制御フローチャートである（第一の実施形態）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る構成を図１から図１１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２４】
＜第一の実施形態＞
（画像形成装置）
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態であるタンデム型カラー複写機の全体構成を説明する概略構成図である。図１を参照して、この画像形成装置の内部構成の概要及び動作について説明する。
【００２５】
図１において、１は画像形成装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐ（図示せず）が収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）、１５は各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部を示す。
【００２６】
また、１６は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写バイアスローラ、２０は記録媒体Ｐ上のトナー像を定着する定着装置を示す。
【００２７】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００２８】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００２９】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００３０】
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程）。
【００３１】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００３２】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００３３】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程）。
【００３４】
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、中間転写ベルト１７上に、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程）。
【００３５】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程）。
【００３６】
その後、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００３７】
他方、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、図中の時計方向に走行して、２次転写バイアスローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写バイアスローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程）。
【００３８】
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１６に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。
【００３９】
ここで、中間転写ベルト１７と２次転写バイアスローラ１８との間（２次転写ニップ）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
【００４０】
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。
【００４１】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置２０に導かれる。定着装置２０では、定着部材としての定着ローラ２２と加圧部材としての加圧ローラ２３とのニップにて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
【００４２】
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４３】
（定着装置）
［定着装置の構成］
次に、画像形成装置１が備える定着装置２０の構成及び制御について説明する。図２は、誘導加熱方式の定着装置２０の一例を示し、定着ローラ２２の軸方向での概略断面図である。また、図３は、定着装置２０の加熱ローラ２１に対する励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂの配置を説明するための図であり、図２の断面図における右斜め上部から励磁／消磁コイル３１を見た図である。図３では、磁性コア等の部材は図示を省略している。
【００４４】
本実施形態に係る定着装置２０は、図２および図３に示すように、誘導加熱手段３０により加熱される加熱ローラ２１と、定着ローラ２２と、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に張架される定着ベルト２４と、定着ローラ２２を押圧して定着ローラ２２との間にニップ部を形成する加圧ローラ２３と、を備えた定着装置２０において、誘導加熱手段３０は、加熱ローラ２１の軸方向における長さが異なる複数のコイル３１ａ，３１ｂであって、該複数のコイルのうち軸方向における長さが最大となるコイル３１ａの内周に他のコイル３１ｂは配設されるとともに、各コイルは共振回路３５への接続と短絡を制御されることで、交番磁束を生成して加熱ローラ２１を誘導加熱する励磁状態と、他方のコイルにより生成した交番磁束の一部を周回し交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させて、他方のコイルにより生成した磁束を打ち消す消磁状態と、を切り替え可能な複数のコイル（励磁／消磁コイルという）３１ａ，３１ｂと、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂに交流電流を供給する共振回路（インバータ回路）３５と、共振回路３５と、複数の励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂとの接続状態と短絡状態を制御する切り替え回路３４と、を有するものである。
【００４５】
また、切り替え回路３４は、共振回路３５と、複数の励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂとの接続状態（接続のオンオフ）を制御するスイッチ制御部３４ａと、共振回路３５と複数の励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂとの間を短絡させる短絡制御部３４ｂと、を備えている。なお、短絡制御部３４ｂは、少なくとも共振回路３５と励磁／消磁コイル３１ｂとの間を短絡させるものであればよく、励磁／消磁コイル３１ａは、消磁状態とはならない励磁コイルとしても良い。
【００４６】
図２に示すように、誘導加熱方式の定着装置２０は、金属芯金２２ａの外周に弾性層２２ｂを有する定着ローラ２２と、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂにより加熱される加熱ローラ２１と、加熱ローラ２１と定着ローラ２２との間に張架される無端状の定着ベルト２４と、定着ベルト２４の外周側に配設され、定着ローラ２２との間でニップ領域を形成する加圧ローラ２３と、加熱ローラ２１を加熱する誘導加熱手段３０と、を有している。
【００４７】
定着装置２０は、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との圧接によって形成される定着ベルト２４と加圧ローラ２３とのニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体Ｐ（用紙）を通紙して加熱定着を行うものである。なお、加熱ローラ２１、定着ローラ２２及び加圧ローラ２３は、定着装置２０の不図示の筐体の長手方向に回転可能に軸支され、図示しない各ローラの駆動手段等は、筐体に固定保持されている。
【００４８】
加熱ローラ２１は、例えば、長手方向（軸方向）の長さは３２０ｍｍ、外径４０ｍｍで、発熱部材本体である導電性の発熱層２１ａ、弾性層２１ｂ、芯金層２１ｃからなる。各層の位置関係は、発熱層２１ａ、弾性層２１ｂ、芯金層２１ｃの順になっている。
【００４９】
発熱層２１ａは、交番磁界により渦電流が発生しやすく電磁誘導加熱に適した良電導性、良伝熱性の金属部材で構成される。電磁誘導加熱に適した金属としては一般的には高抵抗のものが知られているが、低抵抗であっても良伝熱性の金属部材を薄層化することにより、発熱層の実質的な抵抗値を任意に設定することができ発熱量を調整することができる。
【００５０】
発熱層２１ａとしては、例えば、１０μｍの厚さの銅を５０μｍの厚さの非磁性ステンレス層にメッキ処理した構成を使用できる。発熱層２１ａは良電導性、良伝熱性であれば良いので、銀、アルミニウム、マグネシウム等、もしくは磁性体であるニッケルや磁性ステンレス等の他の金属層を用いても良い。
【００５１】
弾性層２１ｂには、例えば、フッ素ゴム、シリコンゴム、フロロシリコンゴム等の弾性体を使用する。弾性層２１ｂはスポンジゴムにすることで加熱ローラ内側への伝熱を抑止して発熱層２１ａの熱を断熱保持する。
【００５２】
芯金層２１ｃは、加熱ローラ２１全体の支持体であり、剛性を確保するため、鉄やアルミなどの金属を使用する。また、非磁性ステンレスやセラミック等の非磁性、又は絶縁性の材料で芯金層２１ｃを構成し、誘導加熱に影響を与えない構成とすることも可能で好ましい。例えば、外径２２ｍｍで厚さ２．０ｍｍの非磁性ステンレスであるＳＵＳ３０４を使用し、誘導加熱のエネルギーを損失無く発熱層に集中させられる。
【００５３】
定着ベルト２４は、定着ローラ２２と加熱ローラ２１の周囲に掛けまわされ、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に密着している。このように構成した定着ベルト２４に、定着ローラ２２に対応する箇所に加圧ローラ２３を押し当てることで、定着ニップを構成する。
【００５４】
また、定着ベルト２４は、例えば、厚さ９０μｍの耐熱樹脂の無端フィルムであるＰＩベルトで構成され、表層には、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）などのオフセット防止剤がコーティングされている。
【００５５】
定着ローラ２２は、熱源を有しておらず、金属（鉄やアルミ）などの剛性の高い芯材（芯金２２ｂ）を、シリコンゴムなどの厚い弾性層２２ａで覆ったものである。
【００５６】
定着ローラ２２と加圧ローラ２３とは、対向して配置されるゴムローラであり、加圧ローラ２３が定着ベルト２４を介して定着ローラ２２の中心方向に加圧されることにより、加圧ローラ２３と定着ベルト２４との間でニップ部が形成される。
【００５７】
また、駆動手段は、定着ローラ２２を時計回り方向に回転駆動させる。定着ローラ２２の回転により、定着ローラ２２に圧接する加圧ローラ２３および定着ベルト２４が同速で連れ回り回転する。
【００５８】
誘導加熱手段３０により加熱ローラ２１が加熱され、加圧ローラ２３と定着ベルト２４の互いの逆回転により、記録媒体Ｐのトナー像をニップ部で加熱溶融させながら、搬送される。
【００５９】
また、図示しないサーミスタなどの温度検知手段からの温度信号に基づいて、定着ベルト２４が定着を良好に行える定着可能温度を維持するように、誘導加熱手段３０が制御される。
【００６０】
この構成の定着装置２０によれば、トナー像を形成された記録媒体Ｐは、定着ベルト２４の用紙搬送方向の上流側に配された図示しない定着前ガイドから、ニップ部に搬送され、記録媒体Ｐのトナー像がニップ部で加熱溶融されることによって、トナー像が定着される。その後、記録媒体Ｐは、分離板等により分離され、用紙搬送方向下流側の排紙部から排出される。
【００６１】
ここで、定着装置２０は、Ａ３サイズの記録媒体Ｐを通紙可能な通紙幅を有している。なお、Ａ４サイズの記録媒体Ｐなど加熱ローラ２１の軸方向幅より狭い幅の記録媒体Ｐを加熱定着するときは、加熱ローラ２１の中央部を使用するようになっている。
【００６２】
定着装置２０の誘導加熱手段３０は、磁界発生手段としての２つの励磁／消磁コイル（第二のコイル）３１ａ、励磁／消磁コイル（第一のコイル）３１ｂと、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂに交流電流を印加することにより発生した磁界を外部に漏らさないようにする磁性コア３２（３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）と、磁性コア３２に対し励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂを挟んで対向する位置に設けられるコイル抑え部材３３と、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂと共振回路３５との接続状態の切り替えと、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂを短絡させる切り替え回路３４と、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂに磁界発生のための交流電流を供給する共振回路３５と、加熱ローラ２１の軸方向における端部側の温度を検知する端部温度検知センサ（端部温度検知手段）３６と、を備えている。
【００６３】
誘導加熱手段３０は、励磁／消磁コイル３１により発生した磁界が加熱ローラ２１の表面層である発熱層２１ａを誘導加熱するものである。
【００６４】
励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂは、同心であって、かつ、加熱ローラ２１の軸方向における長さが異なるように構成されている。励磁／消磁コイル３１ｂは加熱ローラ２１の軸方向における中央位置から所定範囲の長さを有し、励磁／消磁コイル３１ａは加熱ローラ２１の軸方向における中央位置から励磁／消磁コイル３１ｂよりも広範囲に亘る長さを有している。各励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂは、表面を絶縁した銅製の線材を束ねた線束からなっており、図３に示すように、加熱ローラ２１の軸方向に延伸され、加熱ローラ２１に沿うように周回している。また、各励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂは、切り替え回路３４を介して、磁界発生のための交流電流を供給する共振回路３５に接続されている。
【００６５】
本実施形態では、複数の励磁／消磁コイル３１は同心円構成を有している。なお、本明細書にいう「同心」には略同心も含むものとする。また、本実施形態では、ニップ部の軸方向の中央部が、記録媒体Ｐのサイズに関わらず記録媒体Ｐの通紙幅の中央部と略一致する、いわゆる「中央通紙方式」の定着装置（画像形成装置）を例に説明しており、複数の励磁／消磁コイル３１は同心円構成としている。しかしながら、ニップ部の軸方向の一方の端部側に記録媒体Ｐを寄せて通紙する、いわゆる「端部通紙方式」の定着装置（画像形成装置）の場合は、内周側の励磁／消磁コイル３１ｂは、記録媒体Ｐが寄せられる方の端部側に寄せて配設されるものであれば良い。
【００６６】
また、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂは、共振回路３５への接続とショートを切り替えることにより、磁束を発生させる励磁コイル（励磁状態）と、磁束を打ち消す消磁コイル（消磁状態）との切り替えが可能となっている。
【００６７】
本実施形態では、励磁／消磁コイル３１ａは、例えば、加熱ローラ２１の軸方向に長さ２９２ｍｍ、巻き数１１巻きであり、励磁／消磁コイル３１ｂは、例えば、加熱ローラ２１の軸方向に長さ２０５ｍｍ、巻き数１５巻きとしている。なお、本実施形態では、励磁／消磁コイル３１が２つの例について説明するが、励磁／消磁コイル３１の数を、軸方向における長さが最大となるコイルの内周に他のコイルは配設されるものであって、かつ、加熱ローラ２１の軸方向における長さが異なる３以上の励磁／消磁コイル３１から構成しても良い。
【００６８】
磁性コア３２は、図２に示すように、加熱ローラ２１のおよそ半周面に対向するように励磁／消磁コイル３１の背後に配置される第一の磁性コア３２ａと、第一の磁性コア３２ａからコイル抑え部材３３の中央部に伸びている第二の磁性コア３２ｂと、コイル抑え部材３３の端部に伸びて励磁／消磁コイル３１を囲むように配置されている第三の磁性コア３２ｃとからなっている。磁性コア３２は、磁束を効率よく加熱ローラ２１の発熱層２１ａに到達させるためのものであり、強磁性体で電気抵抗率の高い素材からなるものが望ましく、具体的な素材としてはフェライトやパーマロイ等が挙げられる。
【００６９】
コイル抑え部材３３は、磁性コア３２に対し励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂを挟んで対向する位置に設けられ、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂを抑える役割を果たす。
【００７０】
切り替え回路３４は、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂと共振回路３５との間に設けられるスイッチ回路である。本実施形態における切り替え回路３４は、共振回路３５と、複数の励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂとの接続状態（接続のオンオフ）を制御するスイッチ切り替え部（スイッチ切り替え回路）３４ａと、共振回路３５と複数の励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂとの間を短絡させる短絡制御部（短絡回路）３４ｂと、を備え、図示しない定着装置２０の制御手段からの制御に基づいて、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂと共振回路３５との接続状態を切り替えるとともに、短絡させることができる。
【００７１】
切り替え回路３４の短絡制御部３４ｂは、は、いずれか一方の励磁／消磁コイル３１（例えば、励磁／消磁コイル３１ａ）と共振回路３５の接続がされ、この励磁／消磁コイル３１ａが交番磁束を生成して加熱ローラ２１を誘導加熱している状態（励磁状態）において、他方の励磁／消磁コイル３１（励磁／消磁コイル３１ｂ）と共振回路３５をショートさせることで、励磁／消磁コイル３１ｂを励磁／消磁コイル３１ａにより生成した交番磁束の一部を周回し交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させて、励磁／消磁コイル３１ａにより生成した磁束をキャンセルさせる状態（消磁状態）とすることができる。なお、短絡制御部３４ｂは、少なくとも、励磁／消磁コイル３１ｂを短絡させることができるものであればよい。
【００７２】
共振回路３５は、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂに磁界発生のための交流電流を供給する電源回路であって、共振コンデンサー等により構成される。
【００７３】
端部温度検知センサ３６は、図３に示すように、加熱ローラ２１の軸方向両端における励磁／消磁コイル３１ｂの外側であって励磁／消磁コイル３１ａの内側の２箇所に設けられ、当該位置での加熱ローラ２１の温度を検知する。なお、端部温度検知センサ３６を片端側のみに設けるようにしても良い。
【００７４】
［定着装置の制御］
以上のように構成された定着装置２０は、共振回路３５により供給される交流電流が励磁／消磁コイル３１ａまたは励磁／消磁コイル３１ｂに流れることで加熱ローラ２１を誘導加熱する。
【００７５】
ここで、長さの異なる複数の励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂは、その巻き数を変えることで、インダクタンス、電気抵抗を揃えることが好ましい。本実施形態では、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂのインダクタンスをどちらも３０ｋＨｚ時に２５μＨとし、インダクタンスを揃えることにより、励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂを切り替える際に、共振回路３５の回路定数を変化させないようにしている。これにより、２つの励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂの共振回路３５（共振コンデンサー）の共通化を可能とすることができる。なお、異なる用紙サイズへの定着に際しては、各コイルのオンオフ時間を適宜制御することで、異なる所望の発熱量とすることができる。
【００７６】
このように長さの異なる複数の励磁／消磁コイル３１の巻き数を変え、インダクタンス、電気抵抗を揃えることで複数個の励磁／消磁コイル３１に対する共振回路（電源回路）３５を共通化することができる。なお、励磁／消磁コイル３１を３つ以上備える場合は、少なくとも２以上のコイルのインダクタンス、電気抵抗を揃えて共振回路３５の共通化を図ることが好ましい。
【００７７】
図４は励磁／消磁コイル３１の切り替え時の加熱ローラ２１の軸方向位置と発熱量との関係を示す発熱分布図、図５は小サイズ用紙の通紙時における加熱ローラ２１の軸方向位置と加熱ローラ温度との関係を示す温度分布図を示している。また、図６は、定着装置２０の制御手段による切り替え回路３４の切り替え制御のフローチャートである。
【００７８】
本実施形態では、小サイズ用紙（例えば、Ａ４）の通紙時において、切り替え回路３４のスイッチ制御部３４ａにより共振回路３５は、励磁／消磁コイル３１ｂに接続され、図４に示す発熱分布Ａに示す発熱幅を有する。また、この時の加熱ローラ２１の温度分布は図５の温度分布Ａに示すように中央側の温度が上昇している。なお、この時、共振回路３５と励磁／消磁コイル３１ｂとの接続はスイッチ制御部３４ａによりオフになっている。
【００７９】
この状態から、これよりも大きいサイズの用紙（例えば、Ａ３）を通紙すると、非通紙部分となる加熱ローラ端部側は加熱されていないため、コールドオフセットが発生してしまうおそれがある。これを回避するために、従来、所定時間空回しをする必要があった。
【００８０】
そこで、本実施形態では、図６に示すように、定着装置２０の制御手段は、励磁／消磁コイル３１ｂが共振回路３５に接続された状態（Ｓ１０１）から、大きいサイズの用紙（例えば、Ａ３）を通紙する際に、端部温度検知センサ３６による温度検知を行って（Ｓ１０２）、端部温度検知センサ３６の検知温度と、予め設定された設定温度の大小判定を行い（Ｓ１０３）、検知温度が設定温度より低い場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、切り替え回路３４のスイッチ制御部３４ａは、共振回路３５との接続を励磁／消磁コイル３１ｂから３１ａへ変更する制御をするとともに、短絡制御部３４ｂは、共振回路３５と励磁／消磁コイル３１ｂとをショートさせるものである（Ｓ１０４）。なお、検知温度が設定温度を超えている場合は（Ｓ１０３：Ｎｏ）、励磁／消磁コイル３１ｂが共振回路３５に接続された状態のままとするものである（Ｓ１０５）。
【００８１】
これにより、発熱幅は、図４に示す発熱分布Ａから発熱分布Ｂに変化し、加熱ローラ２１の端部の加熱がなされる。したがって、加熱ローラ２１の温度分布は図５の温度分布Ａから温度分布Ｂに変化し、幅方向の温度分布ムラが発生しない。よって、端部でのコールドオフセットの発生を回避することができる。
【００８２】
なお、切り替え回路３４のスイッチ制御部３４ａが共振回路３５との接続を励磁／消磁コイル３１ｂから３１ａへ変更する制御をし、短絡制御部３４ｂは、共振回路３５と励磁／消磁コイル３１ｂとをショートさせない場合は、図９に示す発熱分布Ｃのように軸方向の全域を加熱できるため（詳細は後述）、必要に応じて、発熱分布ＢとＣとを適切に組み合わせて、所望の発熱量とすることが好ましい。よって、加熱ローラ２１の温度分布を幅方向に略均一となるように制御することができる。
【００８３】
また、上記Ｓ１０３においては、加熱ローラ２１の幅方向中央部に中央温度検知センサ（図示せず）を設け、中央温度検知センサと端部温度検知センサ３６により検出された温度との差分値と予め設定された値との大小判定を行って、温度差が所定の温度差以上の場合に、Ｓ１０４の制御を行うようにしても良い。
【００８４】
また、用紙サイズ情報に基づいて、切り替え回路３４を制御して、共振回路３５と励磁／消磁コイル３１ａ，３１ｂとの接続状態と短絡状態を切り替えることも好ましい。この用紙サイズ情報は、給紙部７または記録媒体の搬送経路の途中に設けられた用紙センサによる検知結果や、予め設定される用紙サイズについての情報を定着装置２０の制御手段が読み取るものであればよい。この構成の場合、端部温度検知センサ３６を備えることは必須ではない。
【００８５】
以上説明した本実施形態に係る定着装置２０では、幅方向に長いコイル３１ａが励磁コイルとして作用する際に、幅方向に短いコイル３１ｂをキャンセルコイルとして作用させることで、幅方向の端部のみの加熱が可能となるものである。
【００８６】
また、軸方向における長さが最大となるコイルの内周に他のコイルが配設された複数のコイルの切り替えとすることで、最低限のコイル数で紙幅に対応し、励磁コイルとキャンセルコイルとを兼用させることで、加熱ローラ２１の幅方向の端部のみの加熱を可能とすることができる。
【００８７】
また、端部に端部加熱用の小さいコイルを設けた場合、誘導加熱では、いわゆる端部ダレが大きいため、中央側の励磁コイルと端部側の励磁コイルの継ぎ目の温度が高くなったり低くなったりと制御が困難となってしまう。これに対し、本実施形態では、同心円構成とすることで、この継ぎ目に生じる問題を回避することができるため、簡易な制御で、中央側と端部側に分けたコイルよりも切れ目のないフラットな温度分布を実現することができる。
【００８８】
このように、複数のインバータ回路や消磁コイルなどの消磁部材等を別途用いることなく、簡易な構成により、定着部材の軸方向の加熱幅を調整して、通紙領域のみの加熱、非通紙領域のみの加熱、および全域の加熱をすることが可能となり、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる。
【００８９】
＜第二の実施形態＞
以下、本発明に係る定着装置のその他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は省略する。
【００９０】
（定着装置）
［定着装置の構成］
次に、画像形成装置１が備える定着装置２０の他の構成例について説明する。図７は、誘導加熱方式の定着装置２０の一例を示し、定着ローラ２２の軸方向での概略断面図である。また、図８は、定着装置２０の加熱ローラ２１に対する励磁コイル４１ａ，４１ｂの配置を説明するための図であり、図７の断面図における右斜め上部から励磁コイル４１を見た図である。図８では、磁性コア等の部材は図示を省略している。
【００９１】
本実施形態に係る定着装置２０は、図７および図８に示すように、誘導加熱手段４０により加熱される加熱ローラ２１と、定着ローラ２２と、加熱ローラ２１および定着ローラ２２に張架される定着ベルト２４と、定着ローラ２２を押圧して定着ローラ２２との間にニップ部を形成する加圧ローラ２３と、を備えた定着装置２０において、誘導加熱手段４０は、加熱ローラ２１の軸方向における長さが異なる複数の励磁コイル４１ａ，４１ｂであって、該複数のコイルのうち軸方向における長さが最大となるコイル４１ａの内周に他のコイル４１ｂが配設される複数の励磁コイル４１ａ，４１ｂと、励磁コイル４１ａ，４１ｂに交流電流を供給する共振回路４５と、共振回路４５と、複数の励磁コイル４１ａ，４１ｂのうちのいずれか１つの励磁コイルとの接続状態を切り替える切り替え回路４４と、を有するものである。
【００９２】
図７に示すように、誘導加熱方式の定着装置２０は、金属芯金２２ａの外周に弾性層２２ｂを有する定着ローラ２２と、励磁コイル４１ａ，４１ｂにより加熱される加熱ローラ２１と、加熱ローラ２１と定着ローラ２２との間に張架される無端状の定着ベルト２４と、定着ベルト２４の外周側に配設され、定着ローラ２２との間でニップ領域を形成する加圧ローラ２３と、加熱ローラ２１を加熱する誘導加熱手段４０と、を有している。
【００９３】
定着装置２０は、定着ローラ２２と加圧ローラ２３との圧接によって形成される定着ベルト２４と加圧ローラ２３とのニップ部に未定着トナー像を担持した記録媒体Ｐ（用紙）を通紙して加熱定着を行うものである。なお、加熱ローラ２１、定着ベルト２４、加圧ローラ２３の構成は、第一の実施形態と同様である。
【００９４】
定着装置２０の誘導加熱手段４０は、磁界発生手段としての２つの励磁コイル（第二のコイル）４１ａ、励磁コイル（第一のコイル）４１ｂと、励磁コイル４１ａ，４１ｂに交流電流を印加することにより発生した磁界を外部に漏らさないようにする磁性コア４２（４２ａ，４２ｂ，４２ｃ）と、磁性コア４２に対し励磁コイル４１ａ，４１ｂを挟んで対向する位置に設けられるコイル抑え部材４３と、励磁コイル４１ａ，４１ｂと共振回路４５との接続状態を切り替える切り替え回路４４と、励磁コイル４１ａ，４１ｂに磁界発生のための交流電流を供給する共振回路（電源回路）４５と、を備えている。
【００９５】
誘導加熱手段４０は、励磁コイル４１により発生した磁界が加熱ローラ２１の表面層である発熱層２１ａを誘導加熱するものである。励磁コイル４１ａ，４１ｂは、同心であって、かつ、加熱ローラ２１の軸方向における長さが異なるように構成されている。各各励磁コイル４１ａ，４１ｂは、表面を絶縁した銅製の線材を束ねた線束からなっており、図８に示すように、加熱ローラ２１の軸方向に延伸され、加熱ローラ２１に沿うように周回している。また、各励磁コイル４１ａ，４１ｂは、切り替え回路４４を介して、磁界発生のための交流電流を供給する共振回路４５に接続されている。
【００９６】
本実施形態では、いわゆる「中央通紙方式」の定着装置を例に説明しており、複数の励磁コイル４１は同心円構成を有している。しかしながら、上述のように、いわゆる「端部通紙方式」の定着装置の場合は、内周側の励磁コイル４１ｂは、記録媒体Ｐが寄せられる方の端部側に寄せて配設されるものであれば良い。
【００９７】
本実施形態では、励磁コイル４１ａは、例えば、加熱ローラ２１の軸方向に長さ２９２ｍｍ、巻き数１１巻きであり、励磁コイル４１ｂは、例えば、加熱ローラ５の軸方向に長さ２０５ｍｍ、巻き数１５巻きとしている。なお、本実施形態では、励磁コイル４１が２つの例について説明するが、励磁コイル４１の数を、軸方向における長さが最大となるコイルの内周に他のコイルは配設されるものであって、かつ、加熱ローラ２１の軸方向における長さが異なる３以上の励磁コイル４１から構成しても良い。
【００９８】
磁性コア４２は、図７に示すように、加熱ローラ２１のおよそ半周面に対向するように励磁コイル４１の背後に配置される第一の磁性コア４２ａと、第一の磁性コア４２ａからコイル抑え部材４３の中央部に伸びている第二の磁性コア４２ｂと、コイル抑え部材４３の端部に伸びて励磁コイル４１を囲むように配置されている第三の磁性コア４２ｃとからなっている。磁性コア４２およびコイル抑え部材４３の構成は、第一の実施形態と同様である。
【００９９】
切り替え回路４４は、励磁コイル４１ａ，４１ｂと共振回路４５との間に設けられるスイッチ回路であって、図示しない定着装置２０の制御手段からの制御に基づいて、励磁コイル４１ａ，４１ｂと共振回路４５との接続状態を切り替える。
【０１００】
共振回路４５は、励磁コイル４１ａ，４１ｂに磁界発生のための交流電流を供給する電源回路であって、共振コンデンサー等により構成される。
【０１０１】
［定着装置の制御］
以上のように構成された定着装置２０は、共振回路４５により供給される交流電流が励磁コイル４１ａまたは励磁コイル４１ｂに流れることで加熱ローラ２１を誘導加熱する。
【０１０２】
ここで、長さの異なる複数の励磁コイル４１は、その巻き数を変えることで、インダクタンス、電気抵抗を揃えることが好ましい。本実施形態では、励磁コイル４１ａ，４１ｂのインダクタンスをどちらも３０ｋＨｚ時に２５μＨとし、インダクタンスを揃えることにより、励磁コイルを切り替える際に、共振回路４５の回路定数を変化させないようにしている。これにより、２つの励磁コイル４１ａ，４１ｂの共振回路４５（共振コンデンサー）の共通化を可能とすることができる。なお、異なる用紙サイズへの定着に際しては、各コイルのオンオフ時間を適宜制御することで、異なる所望の発熱量とすることができる。
【０１０３】
図９は励磁コイル４１の切り替え時の加熱ローラ２１の軸方向位置と発熱量との関係を示す発熱分布図、図１０は小サイズ用紙の通紙時における加熱ローラ２１の軸方向位置と加熱ローラ温度との関係を示す温度分布図を示している。また、図１１は、定着装置２０の制御手段による切り替え回路の切り替え制御のフローチャートである。
【０１０４】
本実施形態では、大サイズ用紙（Ａ３）の通紙時において、切り替え回路４４により共振回路４５は励磁コイル４１ａに接続され、図９に示す発熱分布Ｃに示す発熱幅を有する。ここで、小サイズ用紙（Ａ４）を通紙すると、非通紙部分となる加熱ローラ端部側は熱が奪われないため、加熱ローラ２１の温度分布は図１０の温度分布Ｃに示すように端部側の温度が上昇する。
【０１０５】
ここで、図１１に示すように、定着装置２０の制御手段は、励磁コイル４１ａが共振回路４５に接続された状態（Ｓ２０１）において、画像形成装置の給紙部（給紙トレイ）７、または、記録媒体の搬送経路に設けられた用紙センサ（用紙幅センサ）による用紙サイズ（用紙幅）の検知を行って（Ｓ２０２）、検知された用紙幅と、所定の用紙サイズ（例えば、紙幅２１０ｍｍ（Ａ４タテ）以上かどうか）との大小判定を行い（Ｓ２０３）、検知された用紙幅が、所定の用紙サイズ以上の場合（Ｓ２０３：Ｙｅｓ）、切り替え回路４４を切り替えて、共振回路４５との接続を励磁コイル４１ａから４１ｂへ変更する制御を行う（Ｓ２０４）。一方、検知された用紙幅が、所定の用紙サイズ未満の場合は（Ｓ２０３：Ｎｏ）、励磁コイル４１ａが共振回路４５に接続された状態のままとするものである（Ｓ２０５）。
【０１０６】
この切り替え制御により、加熱幅が図９に示す発熱分布Ｃから発熱分布Ａのように変化する。すなわち、加熱ローラ２１の端部側の加熱が停止され、温度分布が図１０に示す温度分布Ｃから温度分布Ｂのように変化し、非通紙領域が通紙領域以上の高温になることを防止して、ホットオフセットの発生を防ぐことができる。
【０１０７】
以上説明した本実施形態に係る定着装置では、給紙部から搬送されてくる用紙の紙幅に応じて、励磁コイル４１ａ，４１ｂを切り替えることによって加熱幅の調整を実現するフィードフォワード制御が可能となる。なお、用紙幅サイズは、予め設定される用紙サイズについての情報を定着装置２０の制御手段が読み取るものであっても良い。
【０１０８】
また、端部に端部加熱用の小さいコイルを設けた場合、誘導加熱では、いわゆる端部ダレが大きいため、中央側の励磁コイルと端部側の励磁コイルの継ぎ目の温度が高くなったり低くなったりと制御が困難となってしまう。これに対し、本実施形態では、同心円構成とすることで、この継ぎ目に生じる問題を回避することができるため、簡易な制御で、中央側と端部側に分けたコイルよりも切れ目のないフラットな温度分布を実現することができる。
【０１０９】
したがって、複数のインバータ回路や消磁コイルなどの消磁部材等を別途用いることなく、簡易な構成により、定着部材の軸方向の加熱幅を調整して、通紙領域のみの加熱、全域の加熱を行うことができ、非通紙領域が通紙領域以上の高温になることを防止することができ、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる。
【０１１０】
また、以上説明した構成による定着装置２０を備えた画像形成装置（図１）とすることにより、記録媒体の幅方向に適切な温度分布を実現することができる定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【０１１１】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【０１１２】
例えば、上記実施形態では、ベルト定着方式の誘導加熱方式の定着装置を例に説明したが、誘導加熱手段を用いた他の方式、例えば、加圧ローラと加熱ローラ（定着ローラ）との圧接によってニップ部を形成するローラ定着方式や、ベルト部材である定着ベルトに替えて定着ローラと加熱ローラに張架されたフィルム部材を用いたフィルム定着方式の定着装置に適用したものであっても良いのは勿論である。
【符号の説明】
【０１１３】
１  画像形成装置
２  書込み部
３  原稿搬送部
４  原稿読込部
５  コンタクトガラス
７  給紙部
８  給紙ローラ
９  レジストローラ
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１ＢＫ  感光体ドラム
１２  帯電部
１３  現像部
１４  転写バイアスローラ（１次転写バイアスローラ）
１５  クリーニング部
１６  中間転写ベルトクリーニング部
１７  中間転写ベルト
１８  ２次転写バイアスローラ
２０  定着装置
２１  加熱ローラ
２１ａ  発熱層
２１ｂ  弾性層
２１ｃ  芯金層
２２  定着ローラ
２２ａ  金属芯金
２２ｂ  弾性層
２３  加圧ローラ
２４  定着ベルト
３０  誘導加熱手段
３１ａ  励磁／消磁コイル（第二のコイル）
３１ｂ  励磁／消磁コイル（第一のコイル）
３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  磁性コア
３３  コイル抑え部材
３４  切り替え回路
３４ａ  スイッチ制御部
３４ｂ  短絡制御部
３５  共振回路
３６  端部温度検知センサ
４０  誘導加熱手段
４１ａ  励磁コイル（第二のコイル）
４１ｂ  励磁コイル（第一のコイル）
４２，４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  磁性コア
４３  コイル抑え部材
４４  切り替え回路
４５  共振回路
Ｄ  原稿
Ｐ  記録媒体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１４】
【特許文献１】特開２００１−１３５４７０号公報
【特許文献２】特開２０００−  ３０８５０号公報
【特許文献３】特開２００９−２７６４２１号公報
【特許文献４】特開２００８−１８５９９１号公報
【図１】
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【図４】
2014163958.tif 000004
【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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