(57)【要約】【課題】  本発明の目的は長手全域に渡ってできるだけ均一な温度分布を実現し、均一な出力画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。【解決手段】  熱容量の大きな定着ローラの駆動ギア側からコイルの給電部を引き出す。【選択図】  図７
2006178316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場発生手段と、前記磁場発生手段の磁場の作用で電磁誘導発熱する第１の回転体と、該電磁誘導発熱部材と相互圧接して被加熱材の加熱ニップ部を形成する第２の回転体とを有し、前記電磁誘導発熱部材の発熱でトナー像を担持した被加熱材を加熱する加熱装置であり、
前記磁場発生手段としての励磁コイルは前記第１の回転体長手方向に沿うように巻かれ、前記励磁コイルの給電部引き出し線両端が前記第１の回転体長手両端のうち、前記第１の回転体を前記加熱ニップ長手中心で分割したときに熱容量の小さくなる側から引き出されることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記第１の回転体が駆動手段からの駆動を受けるための駆動伝達手段を長手方向片側の端部に有し、前記励磁コイルが前記駆動伝達手段の設けられた方向とは逆側から引き出されることを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
前記加熱ニップの長手中心と、前記励磁コイル巻き線部の長手中心が一致することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記加熱ニップの長手中心が、前記第１の回転体における熱容量の長手中心からオフセットした位置にあることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記磁場発生手段が前記第１の回転体の外部に設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記磁場発生手段の磁場の作用で電磁誘導発熱する際、第1の回転体長手端部の発熱量が長手中央部よりも大きくなるような構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】
被記録材にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により被記録材上に形成した画像を加熱処理する像加熱装置とを具備し、
前記像加熱装置として請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の加熱装置を備えた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、被記録材を加圧・加熱する加熱装置、及び前記加熱装置を被記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する像加熱装置として具備した電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いたプリンタや複写機などの画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で被記録材（転写シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙など）に転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像（トナー画像）を、加熱ローラと加圧ローラを圧接して形成する定着ニップにおいて、被記録材面に永久固着画像として加熱定着させる加熱装置としては熱ローラ方式の装置が広く用いられていた。また近時は、省エネルギー化やウェイトタイムの短縮化等を図るうえで有利なフイルム加熱方式（例えば、特許文献１参照）の装置が実用化されている。また定着フィルムに弾性層を設けカラー画像の高画質化を図ったカラーオンデマンドタイプの加熱装置（例えば、特許文献２参照）が提案されている。同様に電磁誘導加熱方式（例えば、特許文献３参照）の装置も提案されている。また、磁場発生手段を電磁誘導発熱性部材の外部に配置した電磁誘導外部加熱方式（例えば、特許文献４参照）の装置も提案されている。
【０００３】
これら電磁誘導加熱方式において、電磁誘導発熱性部材の温度分布を均一化するための様々な手段がとられる。
【０００４】
加熱部材の長手中央に比べて端部では熱流失が多くなる傾向があるため、同じ熱量を与えても端部の温度が中央部より低温となりやすい。
【０００５】
これを補正するため以下の方法で端部へ与える熱量を増加させる。
【０００６】
励磁コイルの巻き方を長手方向で変化させたり（例えば、特許文献５参照）、磁性コアの形状、配置を長手方向で変化させる（例えば、特許文献６参照）の装置が提案されている。
【特許文献１】特開昭６３−３１３１８２号公報
【特許文献２】特開平１１−１５３０３号公報（特許第３０５１０８５号）
【特許文献３】実開昭５１−１０９７３６号公報
【特許文献４】特開平１１−１３５２４６号公報
【特許文献５】特開２００２−２５２０７８号公報
【特許文献６】特開平０８−０１６００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように電磁誘導加熱方式において加熱部材の長手温度分布を均一化する手法が提案されているものの、以下に記す問題がある。
【０００８】
温度分布の均一化を図る場合、一般的には長手中央部と端部の温度差を問題にすることが多い。
【０００９】
しかしながら加熱部材の熱容量が左右で異なることや、電磁誘導加熱方式の場合は、励磁コイルの巻き方で磁束密度に左右差ができたりすることにより加熱部材の温度分布に左右差ができる。
【００１０】
前述した方法で両端部に与える熱量を同じように増やしたのではこの左右差は解消されない。
【００１１】
加熱部材の発熱中心をこの左右差が小さくなるような方向にずらす方法もあるが、長手全域に渡って左右の温度差を無くすことは難しい。
【００１２】
この手法を用いた場合は、結局はある部分での左右温度差が残り、画像の左右に光沢の差やトナー固着度の差が残りやすい。
【００１３】
よって本発明の目的は長手全域に渡ってできるだけ均一な温度分布を実現し、均一な出力画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は下記の構成を特徴とする加熱装置および画像形成装置である。
【００１５】
［１］：磁場発生手段と、前記磁場発生手段の磁場の作用で電磁誘導発熱する第１の回転体と、該電磁誘導発熱部材と相互圧接して被加熱材の加熱ニップ部を形成する第２の回転体とを有し、前記電磁誘導発熱部材の発熱でトナー像を担持した被加熱材を加熱する加熱装置であり、前記磁場発生手段としての励磁コイルは前記第１の回転体長手方向に沿うように巻かれ、前記励磁コイルの引き出し線両端が前記第１の回転体長手両端のうち、前記第１の回転体を前記加熱ニップ長手中心で分割したときに熱容量の小さくなる側から引き出されることを特徴とする加熱装置。
【００１６】
［２］：前記第１の回転体が駆動手段からの駆動を受けるための駆動伝達手段を長手方向片側の端部に有し、前記励磁コイルが前記駆動伝達手段の設けられた方向とは逆側から引き出されることを特徴とする［１］に記載の加熱装置。
【００１７】
［３］：前記加熱ニップの長手中心と、前記励磁コイル巻き線部の長手中心が一致することを特徴とする［１］乃至［２］に記載の加熱装置。
【００１８】
［４］：前記加熱ニップの長手中心が、前記第１の回転体における熱容量の長手中心からオフセットした位置にあることを特徴とする［１］乃至［３］に記載の加熱装置。
【００１９】
［５］：前記磁場発生手段が前記第１の回転体の外部に設けられることを特徴とする［１］乃至［４］に記載の加熱装置。
【００２０】
［６］：前記磁場発生手段の磁場の作用で電磁誘導発熱する際、第1の回転体長手端部の発熱量が長手中央部よりも大きくなるような構成であることを特徴とする［１］乃至［５］に記載の加熱装置。
【００２１】
［７］：被記録材にトナー画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により被記録材上に形成した画像を加熱処理する像加熱装置とを具備し、前記像加熱装置として［１］乃至［６］の何れか１項に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば電磁誘導加熱方式の加熱装置において、加熱部材の熱容量左右差、コイル巻き形状左右差により発生する加熱部材温度分布の左右差を、磁場発生手段のオフセット配置や励磁コイル、磁性コアの配置・構成に左右差をつけることなく低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施例１）
（１）画像形成装置
図１２は画像形成装置の一例の概略構成図である。本例の画像形成装置は電子写真カラープリンタである。
【００２４】
１０１は有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた感光体ドラム（像担持体）であり、矢示の反時計方向に所定のプロセススピード（周速度）で回転駆動される。
【００２５】
感光体ドラム１０１はその回転過程で帯電ローラ等の帯電装置１０２で所定の極性・電位の一様な帯電処理を受ける。
【００２６】
次いでその帯電処理面にレーザ光学箱（レーザスキャナー）１１０から出力されるレーザ光１０３による、目的の画像情報の走査露光処理を受ける。レーザ光学箱１１０は不図示の画像読み取り装置等の画像信号発生装置からの目的画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ）したレーザ光１０３を出力して回転感光体ドラム１０１面に走査露光した目的画像情報に対応した静電潜像が形成される。１０９はレーザ光学箱１１０からの出力レーザ光を感光体ドラム１０１の露光位置に偏向させるミラーである。
【００２７】
フルカラー画像形成の場合は、目的のフルカラー画像の第１の色分解成分画像、例えばイエロー成分画像についての走査露光・潜像形成がなされ、その潜像が４色カラー現像装置１０４のうちのイエロー現像器１０４Ｙの作動でイエロートナー画像として現像される。そのイエロートナー画像は感光体ドラム１０１と中間転写体ドラム１０５との接触部（或いは近接部）である１次転写部Ｔ１において中間転写体ドラム１０５の面に転写される。中間転写体ドラム１０５面に対するトナー画像転写後の回転感光体ドラム１０１面はクリーナ１０７により転写残りトナー等の付着残留物の除去を受けて清掃される。
【００２８】
上記のような帯電・走査露光・現像・一次転写・清掃のプロセスサイクルが、目的のフルカラー画像の第２の色分解成分画像（例えばマゼンタ成分画像、マゼンタ現像器１０４Ｍが作動）、第３の色分解成分画像（例えばシアン成分画像、シアン現像器１０４Ｃが作動）、第４の色分解成分画像（例えば黒成分画像、黒現像器１０４ＢＫが作動）の各色分解成分画像について順次実行され、中間転写体ドラム１０５面にイエロートナー画像・マゼンタトナー画像・シアントナー画像・黒トナー画像の都合４色のトナー画像が順次重ねて転写されて、目的のフルカラー画像に対応したカラートナー画像が合成形成される。
【００２９】
中間転写体ドラム１０５は、金属ドラム上に中抵抗の弾性層と高抵抗の表層を有するもので、感光体ドラム１０１に接触して或いは近接して感光体ドラム１０１と略同じ周速度で矢示の時計方向に回転駆動され、中間転写体ドラム１０５の金属ドラムにバイアス電位を与えて感光体ドラム１０１との電位差で感光体ドラム１０１側のトナー画像を前記中間転写体ドラム１０５面側に転写させる。
【００３０】
上記の回転中間転写体ドラム１０５面に合成形成されたカラートナー画像は、前記回転中間転写体ドラム１０５と転写ローラ１０６との接触ニップ部である二次転写部Ｔ２において、前記二次転写部Ｔ２に不図示の給紙部から所定のタイミングで送り込まれた被記録材Ｐの面に転写されていく。転写ローラ１０６は被記録材Ｐの背面からトナーと逆極性の電荷を供給することで中間転写体ドラム１０５面側から被記録材Ｐ側へ合成カラートナー画像を順次に一括転写する。
【００３１】
二次転写部Ｔ２を通過した被記録材Ｐは中間転写体ドラム１０５の面から分離されて像加熱装置１００へ導入され、未定着トナー画像の加熱定着処理を受けてカラー画像形成物として機外の不図示の排紙トレーに排出される。加熱装置１００については次の（２）項で詳述する。
【００３２】
被記録材Ｐに対するカラートナー画像転写後の回転中間転写体ドラム１０５はクリーナ１０８により転写残りトナー・紙粉等の付着残留物の除去を受けて清掃される。このクリーナ１０８は常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に接触状態に保持される。
【００３３】
また転写ローラ１０６も常時は中間転写体ドラム１０５に非接触状態に保持されており、中間転写体ドラム１０５から被記録材Ｐに対するカラートナー画像の二次転写実行過程において中間転写体ドラム１０５に被記録材Ｐを介して接触状態に保持される。
【００３４】
本例装置は、白黒画像などモノカラー画像のプリントモードも実行できる。また両面画像プリントモード、或いは多重画像プリントモードも実行できる。
【００３５】
両面画像プリントモードの場合は、加熱装置１００を出た１面目画像プリント済みの被記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されて再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて２面に対するトナー画像転写を受け、再度、加熱装置１００に導入されて２面に対するトナー画像の定着処理を受けることで両面画像プリントが出力される。
【００３６】
多重画像プリントモードの場合は、加熱装置１００を出た１回目画像プリント済みの被記録材Ｐは不図示の再循環搬送機構を介して表裏反転されずに再び二次転写部Ｔ２へ送り込まれて１回目画像プリント済みの面に２回目のトナー画像転写を受け、再度、加熱装置１００に導入されて２回目のトナー画像の定着処理を受けることで多重画像プリントが出力される。
【００３７】
（２）加熱装置１００
本例において加熱装置１００は電磁誘導加熱方式の加熱装置である。図１は本例の加熱装置１００の要部の横断側面模型図、図２は要部の正面模型図である。
【００３８】
磁場発生手段は磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８からなる。
【００３９】
磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃは高透磁率の部材であり、フェライトやパーマロイ等といったトランスのコアに用いられる材料がよく、より好ましくは１００ｋＨｚ以上でも損失の少ないフェライトを用いるのがよい。
【００４０】
励磁コイル１８には図３に示すように給電部１８ａ・１８ｂに励磁回路２７を接続してあり、２０ｋＨｚから５００ｋＨｚの高周波をスイッチング電源で発生できるようになっている。
【００４１】
励磁コイル１８は励磁回路２７から供給される交番電流（高周波電流）によって交番磁束を発生する。
【００４２】
１６は横断面略半円弧状樋型のホルダであり、磁場発生手段としての磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃと励磁コイル１８を内側に保持している。
【００４３】
ホルダ１６の外側には空隙をもって円筒状の電磁誘導性発熱回転体である定着ローラ１０が回転可能に配設してある。
【００４４】
１９は磁性コア１７ａ・１７ｂ・１７ｃ及び励磁コイル１８と保持ステイ２２の間を絶縁するための絶縁部材である。保持ステイ２２は鉄、アルミニウム、ステンレス、非磁性ステンレスなどの金属材料を用いることができる。また、ホルダ１６を保持できればよく、耐熱性樹脂で代用することもできる。
【００４５】
磁場発生手段によって交番磁束を発生させる。磁束Ｃは発生した交番磁束の一部を表す。磁性コア１７ａ，１７ｂ，１７ｃに導かれた磁束Ｃは、磁性コア１７ａと磁性コア１７ｂとの間、そして磁性コア１７ａと磁性コア１７ｃとの間において定着ローラ１０の後述する発熱層１に渦電流を発生させる。この渦電流は、発熱層１の固有抵抗によって、発熱層１にジュール熱（渦電流損）を発生させる。
【００４６】
発熱量Ｑは発熱層１を通る磁束Ｃの密度によって決まり、図１のグラフような分布を示す。グラフの縦軸は磁性コア１７ａの中心を０とした角度θで表した定着ローラ１０における円周方向の位置を示し、横軸は定着ローラ１０の発熱層１での発熱量Ｑを示す。ここで、発熱域Ｈは最大発熱量をＱとし、発熱量がＱ／ｅ以上の領域と定義する（ｅは自然対数の底）。これは、定着プロセスに必要な発熱量が得られる領域である。
【００４７】
図４は、本実施形態例における定着ローラ１０の層構成模型図である。
【００４８】
本実施例の定着ローラ１０は、芯金となる電磁誘導発熱性の金属等でできた発熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３の複合構造のものである。
【００４９】
発熱層１と弾性層２との間の接着、弾性層２と離型層３との間の接着のために、各層間にプライマー層（図示せず）を設けてもよい。
【００５０】
定着ローラ１０において、発熱層１が内面側であり、離型層３が加圧ローラ若しくは被記録材と接触する外面側である。
【００５１】
この発熱層１に上述した交番磁束が作用することにより、発熱層１に渦電流が発生して発熱層１が発熱する。この熱が弾性層２、離型層３に伝達されて、定着ローラ１０全体が加熱され、定着ニップ部Ｎに通紙される被記録材Ｐを加熱してトナーｔ画像の加熱定着がなされる。
【００５２】
発熱層１としては、磁性及び非磁性の金属を用いることができるが、磁性金属が好ましく用いられる。このような磁性金属としては、ニッケル、鉄、強磁性ステンレス、ニッケル−コバルト合金、パーマロイといった強磁性体の金属が好ましく用いられる。又、定着ローラ１０回転時に受ける繰り返しの屈曲応力による金属疲労を防ぐために、ニッケル中にマンガンを添加した部材を用いるのも良い。
【００５３】
発熱層１の厚さは、次の式で表される表皮深さδ［ｍ］より厚くして電磁波を効率よく吸収させることにより、効率良く発熱させることができる。
【００５４】
【数１】
2006178316.tif 000003
ここで、ｆは励磁回路の周波数［Ｈｚ］、μは発熱層１の透磁率、κは発熱層１の導電率である。
【００５５】
この表皮深さδは、電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度は１／ｅ以下になっている。逆にいうと殆どのエネルギーはこの深さまでで吸収されている（図６に示した発熱層深さと電磁波強度の関係を参照）。
【００５６】
弾性層２は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、フルオロシリコーンゴム等の、耐熱性、熱伝導率が良い材質が好ましく用いられる。
【００５７】
弾性層２の厚さは、定着画像品質を保証するために０．０５〜３ｍｍであることが好ましい。カラー画像を印刷する場合、特に写真画像等では、被記録材Ｐ上で大きな面積に渡ってベタ画像が形成される。この場合、被記録材Ｐの凹凸或いはトナー層ｔの凹凸に加熱面（離型層３）が追従できないと加熱ムラが発生し、伝熱量が多い部分と少ない部分で画像に光沢ムラが発生する。即ち、伝熱量が多い部分は光沢度が高く、伝熱量が少ない部分では光沢度が低くなる。弾性層２の厚さが上記範囲よりも小さい場合には、上記離型層３が被記録材Ｐ或いはトナー層ｔの凹凸に追従しきれず、画像光沢ムラが発生してしまう。又、弾性層２が上記範囲よりも大きすぎる場合には、弾性層２の熱抵抗が大きくなりすぎ、クイックスタートを実現するのが難しくなる。この弾性層２の厚さは、より好ましくは０．１〜２ｍｍが良い。
【００５８】
弾性層２は、硬度が高すぎると被記録材Ｐ或いはトナー層ｔの凹凸に追従しきれず画像光沢ムラが発生してしまう。そこで、弾性層２の硬度としては６０゜（ＪＩＳ−Ａ）以下、より好ましくは４５゜（ＪＩＳ−Ａ）以下がよい。
【００５９】
弾性層２の熱伝導率λは、２．５×１０-1〜８．４×１０-1Ｗ／ｍ・Ｋであることが好ましい。熱伝導率λが上記範囲よりも小さい場合には、熱抵抗が大きすぎて、定着ローラ１０の表層（離型層３）における温度上昇が遅くなる。
【００６０】
離型層３は、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性且つ耐熱性のよい材料を用いることが好ましい。
【００６１】
離型層３の厚さは１〜１００μｍが好ましい。離型層３の厚さが上記範囲よりも薄い場合には、塗膜の塗ムラが生じ、離型性の悪い部分が発生したり、耐久性が不足するといった問題が発生する。又、離型層３の厚さが上記範囲よりも厚い場合には、熱伝導が悪化する。特に、離型層３に樹脂系の材質を用いた場合は、離型層３の硬度が高くなりすぎて、弾性層２の効果がなくなってしまう。
【００６２】
加圧ローラとしての加圧ローラ３０は、芯金３０ａと、前記芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させたシリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層３０ｂとで構成されており、表層に離型層３０ｃを設けてある。
【００６３】
図２に示すように、定着ローラ１０は軸受け４１を介して定着フレーム５０に回転可能に支持されている。加圧ローラ３０は、軸受け４２を介して揺動部材としての加圧フレーム５１に回転可能に支持されている。加圧フレーム５１は定着フレーム５０に固定された支持軸５２により揺動可能に支持され、加圧手段としての加圧スプリング５３により加圧ローラ３０が定着ローラ１０に押圧されるように付勢されている。
【００６４】
定着ローラ１０の一端には、駆動ギア４３が定着ローラ１０と一体で回転するように取付けられている。また、定着ローラ１０は駆動手段Ｍにより矢示の時計方向に回転駆動される。
【００６５】
４４は加圧解除手段としてのカムであり、定着フレーム５０に回転可能に支持されたカム軸４５の両側にそれぞれ固定されており、該カム軸４５と一体となって回転するようになっている。カム軸４５の一端にはギア４６がカム軸４５と一体で回転するように取付けられている。また、カム軸４５は駆動手段Ｍ２により回転駆動される。加熱装置１００は、カム４４の回転により加圧フレーム５１を加圧スプリング５３の加圧力に抗して揺動させることで定着ローラ１０と加圧ローラの当接／離間を行うように構成している。
【００６６】
この定着ローラ１０と加圧ローラ３０の当接と離間は、制御手段としてのＣＰＵ（不図示）の判断により選択的に切換えられる構成となっている。
【００６７】
当接は、画像形成時に、図５（Ａ）に示すように、加圧スプリング５３により加圧フレーム５１が押圧されており、加圧ローラ３０は定着ローラ１０に押圧され、図１に示す該定着ローラ１０と加圧ローラ３０の接触部にはニップＮが形成されている。
【００６８】
定着ローラ１０は駆動手段Ｍにより矢示の反時計方向に回転駆動される。この定着ローラ１０の回転駆動による前記定着ローラ１０と加圧ローラ３０の外面との摩擦力で加圧ローラ３０に回転力が作用し、矢示の方向に前記定着ローラ１０と加圧ローラ３０の回転周速度にほぼ対応した周速度をもって回転状態になる。
【００６９】
この定着ローラ１０の温度は、温度検知手段２６を含む不図示の温調系により励磁コイル１８に対する電流供給が制御されることで所定の温度が維持されるように温調される。温度検知手段２６はサーミスタなどの温度センサであり、本例では非接触タイプのものを用いている。
【００７０】
而して、定着ローラ１０が回転し、励磁回路から励磁コイル１８への給電により定着ローラ１０が電磁誘導発熱し、定着ローラ１０が所定の温度に立ち上がって温調された状態において、画像形成手段部から搬送された未定着トナー画像ｔが形成された被記録材Ｐが定着ニップ部Ｎに画像面が上向き、即ち定着ローラ面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着ローラ１０の外面に密着して定着ローラ１０と一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。この定着ニップ部Ｎを定着ローラ１０と一緒に被記録材Ｐが挟持搬送されていく過程において被記録材Ｐ上の未定着トナー画像ｔが加熱定着される。被記録材Ｐは定着ニップ部Ｎを通過すると定着ローラ１０の外面から分離して排出搬送されていく。被記録材上の加熱定着トナー画像は定着ニップ部通過後、冷却して永久固着像となる。
【００７１】
離間は、非画像形成時に所定のタイミングで駆動手段Ｍ２を回転し、図５（Ｂ）に示すように、カム４４が約１８０°回転し、加圧フレーム５１を加圧スプリング５３の付勢力に抗して押し下げる。これにより、定着ローラ１０と加圧ローラ３０が離間され、ニップＮの形成が解除される。
【００７２】
次に画像形成装置の動作における加熱装置１００の動作について説明する。
【００７３】
通常、画像形成装置の電源オフ時は定着ローラと加圧ローラを離間してある。
【００７４】
電源オンで加熱装置１００の加熱を開始し、定着可能状態までウォームアップを行う。定着ローラが所定の温度（定着可能温度）に到達するまで加熱をおこない、プリント信号を受けていればそのままプリント（定着）動作を行い、プリント信号を受けていなければ画像形成装置はプリント待機状態に入る。加熱装置は定着可能温度に定着ローラ温度を維持するスタンバイ温調をおこなう。
【００７５】
図７は実施例１における励磁コイルと定着ローラの向きの関係を簡易的に示したものである。
【００７６】
本実施例では定着ローラの長手温度分布左右差を低減するため、コイルの給電部１８ａ・１８ｂを駆動手段Ｍが配置された方向とは逆側から引き出している。
【００７７】
コイルの給電部引き出し側では、コイルの巻き数ｎが反対側よりも１ターン少なくなる。
【００７８】
本例ではコイルの巻き数を１１ターンとしているが、給電部引出し側では見かけのターン数が１０ターンとなる。
【００７９】
インダクタンスはコイル巻き数ｎの２乗に比例するため、引出し側のインダクタンスは反対側よりも低くなりこの部分での定着ローラの発熱量が低下する。
【００８０】
また、本発明ではコイルの長手中心と定着ニップの長手中心を一致させているため、駆動手段Mが配置された側の定着ローラ熱容量が大きくなる。
【００８１】
図７に示すように、定着ローラを定着ニップ中心で左右に分割したときの熱容量ＣをそれぞれＣＬ、ＣＲとし、得られる発熱量ＨをそれぞれＨＬ、ＨＲとする。
【００８２】
実施例１と、実施例１と逆向きに給電部１８ａ・１８ｂを引き出した比較例１において、上記熱容量と発熱量の関係をまとめると以下のようになる。
【００８３】
【表１】
2006178316.tif 000004
このように実施例１では熱容量と発熱量のバランスが良く、比較例１では両者の関係がアンバランスになることがわかる。
【００８４】
以上から、コイルの給電部１８ａ・１８ｂを駆動手段Ｍが配置された方向から引き出してしまうと、定着ローラの長手温度分布に大きな左右差が生じてしまう。
【００８５】
これを避けるため、本例ではこの逆向きからコイル給電部を引き出す構成としている。
【００８６】
次にウォームアップ終了後の定着ローラの長手温度分布について述べる。
【００８７】
図８は本実施例における長手温度分布（実線）と、比較例１としてコイルの給電部１８ａ・１８ｂを駆動手段Ｍが配置された方向から引き出した場合の長手温度分布（破線）を示している。
【００８８】
比較例１では、上述の理由から最大用紙サイズ端部左右の温度差ΔTrefが大きく、駆動ギヤ側の端部温度が定着不良を発生させる領域まで低下してしまっている。
【００８９】
一方、実施例１では発熱量の低いコイルの引き出し線側を熱容量の小さい非駆動ギヤ側にすることで、発熱量と熱容量のバランスが比較例１よりも良くなる。
【００９０】
その結果、最大用紙サイズ端部左右の温度差ΔT1はΔTrefよりも小さくなり、定着不良も発生しない。
【００９１】
ここで、ΔT1＝７℃、ΔTref＝１５℃であり、実施例１では定着ローラの端部温度左右差を半分にまで小さくすることができ、出力画像の光沢、定着性（トナー固着度）の左右差を改善することができた。
【００９２】
（実施例２）
実施例２ではより均一な定着ローラ温度分布を得るため、端部における磁性コアの構成を中央部と異なる構成とする。
【００９３】
本実施例においても実施例１と同じく定着ローラの長手温度分布左右差を低減するため、コイルの給電部１８ａ・１８ｂを駆動手段Ｍが配置された方向とは逆側から引き出している。
【００９４】
その他の構成、シーケンスは特に説明のない限り実施例１と同様であり、再度の説明は省略する。
【００９５】
図９は実施例２における定着ローラ及び内包される主要部の簡略的な断面図である。
【００９６】
ａ）は長手中央部、ｂ）は中央より１００ｍｍより外側の長手端部の断面であり、実施例２では中央と端部で磁性コアの形状を異なるものとしている。
【００９７】
磁性コア１７ｄは以下の説明を簡略にするためＴ型一体としているが、実施例１と同様に分割しても良い。端部の磁性コア１７ｅについても分割で同様の形状を形成しても良い。
【００９８】
図９には、中央と端部における代表的な磁束Cの経路である磁路が示されており、それぞれの磁路長をＭＬCとＭＬEとする。
【００９９】
ｂ）に描かれているように、端部では磁束Ｃが磁性コアのＴ字交差部分をショートカットすることができるので、中央部に比べて磁路長が短くなりＭLC＞ＭLEとなる。
【０１００】
ここでインダクタンスＬは磁路長ｌと次に示す関係がある。
【０１０１】
【数２】
2006178316.tif 000005
μは透磁率、Ｓは磁路断面積（＝ほぼ磁性コアの断面積）、ｎは励磁コイルのターン数である。
【０１０２】
従って、磁路長が短い端部では中央部に比べてインダクタンスが大きくなり、定着ローラの発熱を増加させることができる。
【０１０３】
この方法では、磁性コアやコイルと加熱対象物である定着ローラとの距離を調整して発熱分布をコントロールする場合と異なり、電磁誘導発熱の効率を低下させることなく均一な発熱分布を得ることができる。
【０１０４】
図１０は、本実施例における長手温度分布（実線）と実施例１の温度分布（破線）を比較したものである。
【０１０５】
実施例１と同じくコイル給電部を非駆動ギア側から引き出しているので、実施例２でもローラ端部温度の左右差が小さくなっているのは勿論であるが、中央部温度と駆動ギア側最大用紙サイズ端部との温度差が、実施例１でＴＤ１＝１５℃だったものが、実施例２ではＴＤ２＝８℃まで改善している。
【０１０６】
これにより出力画像の光沢、定着性（トナー固着度）の左右差を改善されるのに加え、画像光沢、定着性が中央と端部でほとんど変わらない実施例１よりも更に均一な画像を得ることができるようになった。
【０１０７】
（実施例３）
実施例３では定着ローラの外部に励磁コイル及び磁性コアを配置する外部加熱定着装置に本発明を適用する。
【０１０８】
励磁コイルを定着ローラの外側に配置することにより、高温の定着ローラ内部に配置される場合と比べ、コイル自身の昇温を低く押さえることができ、コイルの電気抵抗増加による発熱効率低下を少なくできる。また、コイル・コアを画像形成装置側に配置することで、定着装置を交換部品とする場合の交換部品コストを大幅に下げることができる。
【０１０９】
その他の構成、シーケンスは特に説明のない限り実施例２と同様であり、再度の説明は省略する。
【０１１０】
図１１は実施例３における定着装置の横断面図である。
【０１１１】
実施例３ではこれまで定着ローラに内包していたコイル・磁性コアを外側に配置しているが、コイルの巻き方向はこれまでと同様に定着ローラ長手に沿った方向であり、巻き数も同じく１１ターンである。
【０１１２】
本実施例においても実施例１と同じく定着ローラの長手温度分布左右差を低減するため、図７のようにコイルの給電部１８ａ・１８ｂを駆動手段Ｍが配置された方向とは逆側から引き出している。
【０１１３】
励磁コイル１８、磁性コア１７ｆは定着ローラ１０の外側に定着ローラ表面と規定のギャップＧＰを介して配置されており、コイルに流れる高周波電流により図に示す磁束Ｃが発生する。なお、６０は励磁コイル、磁性コアの保持部材であるホルダであり、コイルとコアが定着ローラ表面と規定のギャップＧＰを維持できるように定着装置フレームと接続されている。
【０１１４】
磁束Ｃが定着ローラ芯金１を貫く部分において、磁束Ｃを打ち消そうとする誘導電流が発生し、ジュール損失によりローラが発熱する。
【０１１５】
２６ａは定着ローラの温度検知手段である接触サーミスタであり、ローラ内面温度を検知する。
【０１１６】
サーミスタ２６ａの検知温度に基づき、不図示のコントローラからの命令によりコイル電流が制御され、ローラ温度が所定温度になるように温調される。
【０１１７】
サーミスタによる測温位置は、これまでと同様にローラ周方向で最も発熱が強くなる位置が選ばれている。
【０１１８】
定着ローラ１０の層構成はこれまでと同様であり、芯金となる電磁誘導発熱性の金属等でできた発熱層１と、その外面に積層した弾性層２と、その外面に積層した離型層３の複合構造のものである。
【０１１９】
発熱層１と弾性層２との間の接着、弾性層２と離型層３との間の接着のために、各層間にプライマー層（図示せず）を設けてもよい。
【０１２０】
実施例３において磁性コア１７ｆと定着ローラ表面とのギャップＧＰは１．０ｍｍであり、弾性層２の厚みは０．５ｍｍに設定されている。従って磁性コアと加熱対象である定着ローラ芯金１との距離は１．５ｍｍとなる。
【０１２１】
この距離であれば励磁コイル・磁性コアと定着ローラ芯金の間で十分な磁気結合が得られるので、効率良く定着ローラを加熱することが可能である。
【０１２２】
ここで実施例３の定着ローラ長手温度分布であるが、構成として励磁コイルを外部に配置した以外は実施例１と同様であるため図８に示した実施例１の温度分布と同様な長手温度分布を得ることができる。また、コイル給電部を逆方向から引き出した場合は、比較例１と同様の温度分布となる。
【０１２３】
更に均一な温度分布を得るため、実施例２と同じ手法を用いて両端部の発熱量を増加させれば、図１０の実施例２と同様の温度分布を得ることも可能である。
【０１２４】
以上のように実施例３では、前述したように励磁コイル昇温防止、コストダウンを目的として磁場発生手段を定着ローラの外に配置した外部加熱方式の電磁誘導加熱定着装置においても、実施例１及び実施例２と同様に均一で左右差の少ない定着ローラ温度分布を得ることが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の実施例１に係わる加熱装置の要部の横断面側面模型図および発熱分布を示した図。
【図２】同じく要部の正面模型図。
【図３】内部に磁場発生手段を配設支持させた右側のホルダの斜視模型図。
【図４】電磁誘導発熱性の定着ローラの層構成模型図。
【図５】ａ−ａ’断面における（Ａ）当接状態（Ｂ）離間状態を示す図。
【図６】発熱層深さと電磁波強度の関係を示したグラフ。
【図７】本発明におけるコイルと定着ローラの方向の関係を示した図。
【図８】実施例１の定着ローラ温度分布を示した図。
【図９】実施例２における磁路長を示した図。
【図１０】実施例２の定着ローラ温度分布を示した図。
【図１１】本発明の実施例３に係わる加熱装置の要部の横断面側面模型図。
【図１２】本発明の画像形成装置の概略構成模型図。
【符号の説明】
【０１２６】
１  発熱層
２  弾性層
３  離型層
４  断熱層
１０  定着ローラ（加熱回転体）
１６  ホルダ
１７，１８，２７  磁性コア，励磁コイル，励磁回路（磁場発生手段）
２６  温度検知素子
２８  安全素子としての温度検知素子
３０  加圧ローラ（加圧部材）
１００  定着装置（加熱装置）
Ｎ  定着ニップ部（ニップ領域）
Ｐ  被記録材
【図１】
2006178316.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006178316.tif 000014
【図１０】
2006178316.tif 000015
【図１１】
2006178316.tif 000016
【図１２】
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