(57)【要約】【課題】加熱回転体が非回転状態または低速回転状態であっても、加熱回転体を誘導加熱する際の温度ムラを抑制できる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置は、誘導電流により発熱する加熱回転体１１と、加熱回転体１１の外部に配置された励磁コイル１２２と、トナー像が現像された用紙を加熱回転体１１との間で挟持しながら回転する加圧ローラー１０と、励磁コイル１２２と加熱回転体１１との相対位置を、トナー像を用紙に定着させるときには第１相対位置に変化させ、トナー像を用紙に定着させないときには第２相対位置に変化させる相対位置変更部とを備える。加熱回転体１１の回転軸に垂直な断面において、加熱回転体１１の外周面における加圧ローラー１０に最も近い点から励磁コイル１２２までの距離は、第１相対位置よりも第２相対位置の方が短い。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電流により発熱する加熱回転体と、
前記加熱回転体の外部に配置された励磁コイルと、
トナー像が現像された用紙を前記加熱回転体との間で挟持しながら回転する加圧ローラーと、
前記励磁コイルと前記加熱回転体との相対位置を、前記トナー像を前記用紙に定着させるときには第１相対位置に変化させ、前記トナー像を前記用紙に定着させないときには第２相対位置に変化させる相対位置変更部とを備え、
前記加熱回転体の回転軸に垂直な断面において、前記加熱回転体の外周面における前記加圧ローラーに最も近い点から前記励磁コイルまでの距離は、前記第１相対位置よりも前記第２相対位置の方が短い、定着装置。
【請求項２】
前記加熱回転体は、無端ベルトであり、
前記定着装置は、前記加熱回転体の内部に配置された、前記加熱回転体よりも透磁率の高い少なくとも１つの磁性コアをさらに備える、請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記定着装置は、前記加熱回転体の内部に、前記加熱回転体を前記加圧ローラーに押圧する押圧部材をさらに備え、
前記少なくとも１つの磁性コアは、前記押圧部材を覆う第１磁性コアを含む、請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの磁性コアは、前記押圧部材に対して前記加圧ローラーとは反対側に配置される第２磁性コアを含む、請求項３に記載の定着装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの磁性コアは、前記加熱回転体の内部において移動可能である、請求項２から４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記用紙の搬送方向から見たとき、前記励磁コイルは、前記励磁コイルおよび前記加熱回転体が前記第１相対位置にあるとき、前記第２磁性コアと重なり、かつ、前記第１磁性コアと重ならず、前記励磁コイルおよび前記加熱回転体が前記第２相対位置にあるとき、前記第１磁性コアおよび前記第２磁性コアと重なる、請求項４に記載の定着装置。
【請求項７】
前記励磁コイルおよび前記加熱回転体が前記第２相対位置にあるときの前記加熱回転体の回転速度は、０、もしくは、前記励磁コイルおよび前記加熱回転体が前記第１相対位置にあるときの前記加熱回転体の回転速度よりも遅い、請求項１から６のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項８】
前記相対位置変更部は、前記加熱回転体を移動させることにより、前記励磁コイルと前記加熱回転体との相対位置を変更する、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項９】
前記相対位置変更部は、前記励磁コイルを移動させることにより、前記励磁コイルと前記加熱回転体との相対位置を変更する、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記定着装置は、前記加熱回転体から用紙を分離させる分離部材をさらに備え、
前記分離部材は、前記励磁コイルおよび前記加熱回転体が前記第１相対位置にあるときに第１位置に位置し、前記励磁コイルおよび前記加熱回転体が前記第２相対位置にあるときに第２位置に位置するように移動可能である、請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加圧ローラーは、前記励磁コイルおよび前記加熱回転体が前記第２相対位置にあるとき、前記加熱回転体から離れる、請求項９または１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記励磁コイルの巻回軸は、前記加熱回転体の回転軸および前記加圧ローラーの回転軸に直交し、
前記相対位置変更部は、前記励磁コイルおよび前記加熱回転体の少なくとも一方を前記巻回軸に沿って移動させることにより、前記励磁コイルと前記加熱回転体との相対位置を変更する、請求項１から７のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１３】
前記定着装置は、前記励磁コイルとして、巻回軸が前記加熱回転体の回転軸に直交する第１および第２の励磁コイルを備え、
前記相対位置変更部は、前記第１および第２の励磁コイルの少なくとも１つを前記加熱回転体の回転軸を中心に回転移動させることにより、前記励磁コイルと前記加熱回転体との相対位置を変更する、請求項９から１１のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記加熱回転体は、無端ベルトまたは筒状体であり、
前記定着装置は、
前記加熱回転体の内部に配置された温度センサーと、
前記温度センサーによる検知温度に従って前記励磁コイルに供給する電力を制御する電源回路とをさらに備える、請求項１に記載の定着装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか１項に記載の定着装置を備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、誘導加熱型の定着装置およびそれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機などの画像形成装置は、用紙に転写されたトナー像を用紙に定着させるための定着装置を備える。定着装置として、トナーを溶融させる加熱回転体と、加熱回転体に圧接させて用紙を押圧する加圧ローラーと、加熱回転体を加熱するための励磁コイルとを備えた誘導加熱型定着装置が知られている。
【０００３】
たとえば、特開２０１１−５３４５２号公報（特許文献１）および特開２０１６−２４３６７号公報（特許文献２）には、加熱回転体の内部に励磁コイルを配置した定着装置が開示されている。
【０００４】
しかしながら、加熱回転体の内部に励磁コイルを配置する場合、加熱回転体が交換時期に達した場合に、加熱回転体とともに励磁コイルも同時に交換することになり、コストが高くなる。
【０００５】
そこで、特開２０１４−１６３９５８号公報（特許文献３）には、加熱回転体の外部に励磁コイルが配置された定着装置が開示されている。これにより、加熱回転体を交換する場合でも、励磁コイルを交換する必要がない。
【０００６】
図１５は、加熱回転体の外部に励磁コイルを配置した定着装置の従来例を示す断面図である。図１５に示されるように、定着装置は、加熱回転体５１１と、加圧ローラー５１０と、磁束発生装置５１２と、温度センサー５２５と、高周波電源回路５１９とを備えている。
【０００７】
高周波電源回路５１９は、温度センサー５２５の検知温度に応じた電流を、磁束発生装置５１２の励磁コイル５２２に流す。励磁コイル５２２により発生した磁束によって、金属製の加熱回転体５１１に渦電流が誘起され、ジュール熱が発生する。このようにして、加熱回転体５１１が誘導加熱される。加熱回転体５１１は、加圧ローラー５１０の回転に伴って従動回転する。加圧ローラー５１０と加熱回転体５１１との間に用紙Ｐが挟持搬送され、用紙Ｐ上のトナーＴが用紙Ｐに定着される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−５３４５２号公報
【特許文献２】特開２０１６−２４３６７号公報
【特許文献３】特開２０１４−１６３９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１５に示されるように、加熱回転体５１１の外部に磁束発生装置５１２を配置する場合、磁束発生装置５１２は、用紙Ｐの搬送路を避けて配置される。具体的には、磁束発生装置５１２は、加熱回転体５１１に対して、加圧ローラー５１０とは反対側に配置され、加熱回転体５１１の外周面の略半分の領域を局所的に加熱する。そのため、加熱回転体５１１が非回転状態または低速回転状態であるときに磁束発生装置５１２が磁束を発生させると、加熱回転体５１１の温度ムラが大きくなる。そこで、用紙Ｐが搬送されていない状態において加熱回転体５１１を予熱させる場合にも、加圧ローラー５１０を回転させ、加熱回転体５１１を従動回転させる必要がある。これにより、印刷していない状態であっても、加圧ローラー５１０および加熱回転体５１１の回転に伴う動作音が発生したり、加圧ローラー５１０を回転駆動させるために消費電力が高くなるという問題が生じる。
【００１０】
本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、加熱回転体が非回転状態または低速回転状態であっても、加熱回転体を誘導加熱する際の温度ムラを抑制できる定着装置および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】
【００１１】
ある局面に従うと、定着装置は、誘導電流により発熱する加熱回転体と、加熱回転体の外部に配置された励磁コイルと、トナー像が現像された用紙を加熱回転体との間で挟持しながら回転する加圧ローラーと、励磁コイルと加熱回転体との相対位置を、トナー像を用紙に定着させるときには第１相対位置に変化させ、トナー像を用紙に定着させないときには第２相対位置に変化させる相対位置変更部とを備える。加熱回転体の回転軸に垂直な断面において、加熱回転体の外周面における加圧ローラーに最も近い点から励磁コイルまでの距離は、第１相対位置よりも第２相対位置の方が短い。
【００１２】
好ましくは、加熱回転体は、無端ベルトである。定着装置は、加熱回転体の内部に配置された、加熱回転体よりも透磁率の高い少なくとも１つの磁性コアをさらに備える。
【００１３】
好ましくは、定着装置は、加熱回転体の内部に、加熱回転体を加圧ローラーに押圧する押圧部材をさらに備える。少なくとも１つの磁性コアは、押圧部材を覆う第１磁性コアを含む。
【００１４】
好ましくは、少なくとも１つの磁性コアは、押圧部材に対して加圧ローラーとは反対側に配置される第２磁性コアを含む。
【００１５】
好ましくは、少なくとも１つの磁性コアは、加熱回転体の内部において移動可能である。
【００１６】
好ましくは、用紙の搬送方向から見たとき、励磁コイルは、励磁コイルおよび加熱回転体が第１相対位置にあるとき、第２磁性コアと重なり、かつ、第１磁性コアと重ならず、励磁コイルおよび加熱回転体が第２相対位置にあるとき、第１磁性コアおよび第２磁性コアと重なる。
【００１７】
好ましくは、励磁コイルおよび加熱回転体が第２相対位置にあるときの加熱回転体の回転速度は、０、もしくは、励磁コイルおよび加熱回転体が第１相対位置にあるときの加熱回転体の回転速度よりも遅い。
【００１８】
好ましくは、相対位置変更部は、加熱回転体を移動させることにより、励磁コイルと加熱回転体との相対位置を変更する。
【００１９】
好ましくは、相対位置変更部は、励磁コイルを移動させることにより、励磁コイルと加熱回転体との相対位置を変更する。
【００２０】
好ましくは、定着装置は、加熱回転体から用紙を分離させる分離部材をさらに備える。分離部材は、励磁コイルおよび加熱回転体が第１相対位置にあるときに第１位置に位置し、励磁コイルおよび加熱回転体が第２相対位置にあるときに第２位置に位置するように移動可能である。
【００２１】
好ましくは、加圧ローラーは、励磁コイルおよび加熱回転体が第２相対位置にあるとき、加熱回転体から離れる。
【００２２】
好ましくは、励磁コイルの巻回軸は、加熱回転体の回転軸および加圧ローラーの回転軸に直交する。相対位置変更部は、励磁コイルおよび加熱回転体の少なくとも一方を巻回軸に沿って移動させることにより、励磁コイルと加熱回転体との相対位置を変更する。
【００２３】
好ましくは、定着装置は、励磁コイルとして、巻回軸が加熱回転体の回転軸に直交する第１および第２の励磁コイルを備える。相対位置変更部は、第１および第２の励磁コイルの少なくとも１つを加熱回転体の回転軸を中心に回転移動させることにより、励磁コイルと加熱回転体との相対位置を変更する。
【００２４】
好ましくは、加熱回転体は、無端ベルトまたは筒状体である。定着装置は、加熱回転体の内部に配置された温度センサーと、温度センサーによる検知温度に従って励磁コイルに供給する電力を制御する電源回路とをさらに備える。
【００２５】
別の局面に従えば、画像形成装置は、上記の定着装置を備える。
【発明の効果】
【００２６】
ある局面において、加熱回転体が非回転状態または低速回転状態であっても、加熱回転体を誘導加熱する際の温度ムラを抑制できる定着装置および画像形成装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施の形態１に係る画像形成装置の内部構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る定着装置の構成を示す部分破断斜視図である。
【図３】図２の矢印Ｄの方向からみたときの定着装置の側面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。
【図５】加熱回転体の断面図である。
【図６】実施の形態１に係る定着装置の構成を示す平面図である。
【図７】予備加熱モードのときの実施の形態１に係る定着装置の断面図である。
【図８】実施の形態２に係る定着装置を示す断面図である。
【図９】実施の形態３に係る定着装置の加熱回転体の内部構成を示す断面図である。
【図１０】実施の形態３に係る定着装置を示す断面図である。
【図１１】予備加熱モードのときの実施の形態４に係る定着装置を示す断面図である。
【図１２】予備加熱モードのときの変形例に係る定着装置を示す断面図である。
【図１３】定着モードのときの実施の形態５に係る定着装置を示す断面図である。
【図１４】予備加熱モードのときの実施の形態５に係る定着装置を示す断面図である。
【図１５】定着装置の従来例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【００２９】
＜実施の形態１＞
（画像形成装置の内部構成）
図１は、実施の形態１における画像形成装置１００の内部構成を示す断面図である。画像形成装置１００は、内部の略中央部にベルト部材として中間転写ベルト１を備えている。中間転写ベルト１の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋが中間転写ベルト１に沿って並んで配置され、感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋをそれぞれ有している。
【００３０】
各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋと、プリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋと、現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと、中間転写ベルト１を挟んで各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと対向する１次転写ローラー７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋがそれぞれ配置されている。
【００３１】
中間転写ベルト１の中間転写ベルト駆動ローラー８で支持された部分には、２次転写ローラー９が圧接されており、２次転写ローラー９と中間転写ベルト１とのニップ部が、２次転写領域ｎ１になっている。２次転写領域ｎ１後方の搬送路Ｒ１の下流位置には、加圧ローラー１０、加熱回転体１１、磁束発生装置１２および分離部材１３を有する定着装置２０が配置されている。加圧ローラー１０と加熱回転体１１との圧接部が定着ニップ領域ｎ２となっている。
【００３２】
画像形成装置１００の下部には、給紙カセット３０が着脱可能に配置される。給紙カセット３０内に積載収容された用紙Ｐは、給紙ローラー３１の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路Ｒ１に送り出される。中間転写ベルト１の最下流側の作像ユニット２Ｋと２次転写領域ｎ１との間には、レジストセンサを兼用するＡＩＤＣ（Auto Image Density Control：自動画像濃度制御）センサー４０が設置されている。搬送路Ｒ１における定着装置２０の下流側には、排紙ローラー５０が設置される。画像形成装置１００の上面には、排紙トレイ６０が形成される。
【００３３】
（画像形成装置の概略動作）
次に、画像形成装置１００の概略動作について説明する。外部装置（たとえば、パソコン等）から画像形成装置１００の画像信号処理部（図示せず）に画像信号が入力されると、画像信号処理部ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、当該デジタル画像信号に基づいて、各作像ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの各プリントヘッド部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを発光させて露光を行なう。
【００３４】
これにより、各感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像器６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋによりそれぞれ現像されて各色のトナー像となる。各色のトナー像は、各１次転写ローラー７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの作用により、図１中の矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１上に順次重ね合わせて１次転写される。
【００３５】
このようにして中間転写ベルト１上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１の移動にしたがって２次転写領域ｎ１に達する。この２次転写領域ｎ１において、重ね合わされた各色トナー像は、２次転写ローラー９の作用により、用紙Ｐに一括して２次転写される。
【００３６】
トナー像が２次転写された用紙Ｐは、加熱回転体１１の表面温度が所定の定着温度範囲内に制御された定着装置２０の定着ニップ領域ｎ２に達する。このとき、用紙Ｐにおけるトナー像が形成された面（未定着トナー像担持面）が加熱回転体１１に接触する。定着ニップ領域ｎ２に導入された用紙Ｐは、挟持搬送される。定着ニップ領域ｎ２において、未定着のトナー像は、磁束発生装置１２によって誘導発熱する加熱回転体１１と加圧ローラー１０との作用により、用紙Ｐに溶融定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラー５０の回転によって、排紙トレイ６０に排出される。
【００３７】
（定着装置の構成）
次に、図２〜図６を参照して、定着装置２０の構成について説明する。図２は、定着装置２０の構成を示す部分破断斜視図である。図２には、加圧ローラー１０および磁束発生装置１２が部分的に破断された状態が示される。また、図２において、分離部材１３の図示を省略している。図３は、図２の矢印Ｄの方向からみたときの定着装置２０の側面図である。ただし、図３において、磁束発生装置１２のカバー１２３（図２参照）の図示を省略している。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視断面図である。図５は、加熱回転体１１の断面図である。図６は、定着装置２０の構成を示す平面図である。ただし、図６において、磁束発生装置１２の図示を省略している。
【００３８】
定着装置２０は、加圧ローラー１０と、加熱回転体１１と、磁束発生装置１２と、分離部材１３と、一対の支持部材１４，１４と、一対のガイド部材１５，１５と、押圧部材１６と、第１磁性コア１７と、第２磁性コア１８と、高周波電源回路１９と、一対のバネ２１，２１と、一対の偏心カム２２，２２と、モーター２４と、温度センサー２５と、制御部２６とを備えている。一対のガイド部材１５，１５と、一対のバネ２１，２１と、一対の偏心カム２２，２２と、モーター２４とは、加熱回転体１１を移動させる移動機構を構成する。
【００３９】
（加圧ローラー）
加圧ローラー１０は、図２に示すように、長尺で円柱状の芯金１０１の周囲に、弾性層１０２を介して離型層１０３が積層されてなる。加圧ローラー１０は、バネなどを用いた図示しない加圧機構により加熱回転体１１の回転軸１１ａの方向に付勢される。加圧ローラー１０は、所定の押圧力で加熱回転体１１に圧接して、加熱回転体１１の表面との間に定着ニップ領域ｎ２を確保する。
【００４０】
芯金１０１は、アルミニウム等からなり、弾性層１０２は、シリコーンスポンジゴム等からなり、離型層１０３は、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コート等からなる。
【００４１】
加圧ローラー１０は、芯金１０１の軸方向両端部が図示しないフレームに軸受部材などを介して回転自在に支持される。加圧ローラー１０は、駆動モーター（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、図２中に示す矢印Ａ方向に所定のプロセス速度で回転駆動される。
【００４２】
（加熱回転体）
加熱回転体１１は無端ベルトである。加熱回転体１１は、回転軸１１ａが加圧ローラー１０の回転軸１０ａ（図４参照）に平行になるように設置される。加熱回転体１１は、加圧ローラー１０の回転に伴い、定着ニップ領域ｎ２における摩擦力によって図２中の矢印Ｂ方向に従動回転する。
【００４３】
図５に示されるように、加熱回転体１１は、離型層１１１と、弾性層１１２と、発熱層１１３とが、この順に離型層１１１が表面側になるように積層されてなる。離型層１１１は、厚みがたとえば約２０μｍのＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）などからなる。弾性層１１２は、厚みがたとえば約２００μｍのシリコーンゴムなどからなる。発熱層１１３は、ニッケルに銅を積層し、さらにニッケルメッキされた層であり、厚みがたとえば約１０μｍである。発熱層１１３は、磁束発生装置１２から発せられる磁束により発熱する。なお、加熱回転体１１は、これらの材料に限定されるものでない。たとえば、発熱層１１３は、ポリイミドに銅メッキされた層や、ＳＵＳ基材からなる層であってもよい。
【００４４】
（支持部材）
一対の支持部材１４，１４は、加熱回転体１１の両端にそれぞれ設置され、加熱回転体１１の端部を回転可能に支持する。図２および図６に示されるように、支持部材１４は、円板部１４１と、挿入部１４２（図２では図示せず）と、スライド軸部１４３とを有する。円板部１４１、挿入部１４２およびスライド軸部１４３は、一体に形成される。
【００４５】
円板部１４１は、加熱回転体１１の端部に配置され、加熱回転体１１の外径よりも大きい直径を有する。これにより、加熱回転体１１が回転するときの、用紙Ｐの幅方向（搬送方向に垂直な用紙Ｐの面内方向）の寄りを規制することができる。
【００４６】
挿入部１４２は、円板部１４１における加熱回転体１１側の面に形成された円柱であり、加熱回転体１１の内側に挿入される。挿入部１４２の直径は、加熱回転体１１の内径よりもわずかに小さい。挿入部１４２は、外周面において、周方向に回転可能に加熱回転体１１を支持する。
【００４７】
スライド軸部１４３は、円柱状の凸部であり、円板部１４１における加熱回転体１１とは反対側の面に形成される。スライド軸部１４３は、図２および図６に示す矢印Ｃ方向に沿ってスライド可能にガイド部材１５に支持される。矢印Ｃ方向は、加熱回転体１１の回転軸１１ａと加圧ローラー１０の回転軸１０ａとを含む平面上における、加熱回転体１１の回転軸１１ａに垂直な方向である。
【００４８】
（分離部材）
分離部材１３は、定着ニップ領域ｎ２を通過した用紙Ｐを加熱回転体１１から分離する。定着ニップ領域ｎ２を通過した用紙Ｐの先端が分離部材１３に接触することにより、用紙Ｐは、加熱回転体１１から分離される。
【００４９】
（磁束発生装置）
磁束発生装置１２は、加熱回転体１１の発熱層１１３を誘導発熱させるための磁束を発生する装置である。磁束発生装置１２は、加熱回転体１１の外周面の外側であり、加熱回転体１１を挟んで加圧ローラー１０と対向する位置に配置される。図２〜図４に示されるように、磁束発生装置１２は、コイルボビン１２１と、励磁コイル１２２と、カバー１２３とを有する。
【００５０】
コイルボビン１２１は、断面略Ｕ字状に折り曲げられた板状部材であり、画像形成装置１００の図示しないフレームなどに固定されている。
【００５１】
コイルボビン１２１は、加熱回転体１１の回転軸１１ａよりも用紙Ｐの搬送方向上流側に位置する第１平板部１２１ａと、加熱回転体１１の回転軸１１ａよりも用紙Ｐの搬送方向下流側に位置する第２平板部１２１ｂと、第１平板部１２１ａと第２平板部１２１ｂとを連結する連結部１２１ｃとから構成される。
【００５２】
第１平板部１２１ａと第２平板部１２１ｂとは、加熱回転体１１の回転軸１１ａと加圧ローラー１０の回転軸１０ａとを含む平面に略平行である。連結部１２１ｃは、加熱回転体１１の外周面に沿って円弧状に湾曲してなり、第１平板部１２１ａと第２平板部１２１ｂとにおける搬送路Ｒ１と反対側の端面同士を連結する。
【００５３】
コイルボビン１２１には、高耐熱の耐熱絶縁性樹脂材料が用いられている。たとえば、コイルボビン１２１には、定着温度に至ったときの熱による反りを軽減するために、ＬＣＰ（liquid crystal polymer）が用いられる。
【００５４】
励磁コイル１２２は、図２〜図４に示されるように、コイルボビン１２１の表面に沿って導線が巻かれた構造を有している。図３および図４に示されるように、励磁コイル１２２の巻回軸１２２ａは、加熱回転体１１の回転軸１１ａおよび加圧ローラー１０の回転軸１０ａに直交する。言い換えると、励磁コイル１２２の巻回軸１２２ａは、加熱回転体１１の回転軸１１ａおよび加圧ローラー１０の回転軸１０ａを含む平面上にあり、加熱回転体１１の回転軸１１ａおよび加圧ローラー１０の回転軸１０ａに垂直である。
【００５５】
励磁コイル１２２は、高周波電源回路１９に接続されて２０ｋＨｚ〜９０ｋＨｚ、１００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力が供給されるため、耐熱性の樹脂で被覆した細い線を数十本から数百本を束ねたリッツ線を用いる。リッツ線表層には融着層が形成される。励磁コイル１２２を巻き固める際に加熱し融着層を溶かし接着することで、励磁コイル１２２は、コイル形状を保つとともに、コイルボビン１２１に固定される。
【００５６】
カバー１２３は、コイルボビン１２１における励磁コイル１２２が固定された面を覆う部材である。カバー１２３は、コイルボビン１２１と同様に、高耐熱の耐熱絶縁性樹脂材料により形成される。
【００５７】
図示していないが、カバー１２３と励磁コイル１２２との間には磁性コアが配置される。これにより、励磁コイル１２２と加熱回転体１１の発熱層１１３との間の磁気回路の効率を上げ、磁束がカバー１２３の外側に漏れるのを遮蔽している。磁性コアの材料は、高透磁率かつ低損失のものを用いる。たとえば、フェライト、パーマロイのような合金を用いると良い。
【００５８】
（加熱回転体の内側に配置される構成）
図４に示されるように、加熱回転体１１の内側には、押圧部材１６と、第１磁性コア１７と、第２磁性コア１８と、温度センサー２５とが配置される。
【００５９】
押圧部材１６は、加熱回転体１１を内側から加圧ローラー１０に対して押圧するパッドであり、支持部材１４に固定されている。押圧部材１６は、用紙ＰのトナーＴを定着させるために加圧ローラー１０からの加重に耐えうる程度の強度を有する。そのため、押圧部材１６は、鉄、ＳＵＳ、アルミニウムなどの金属によって構成される。
【００６０】
第１磁性コア１７は、押圧部材１６の周囲を覆うように押圧部材１６の近傍に配置される。第１磁性コア１７は、支持部材１４に固定されている。具体的には、第１磁性コア１７は、断面略Ｕ字状であり、押圧部材１６における加圧ローラー１０に対向する面と、押圧部材１６における用紙Ｐの搬送方向の上流側および下流側の面とを覆う。第１磁性コア１７は、押圧部材１６における加圧ローラー１０に対向する面を覆うため、押圧部材１６と加熱回転体１１との間に挟まれる。
【００６１】
第１磁性コア１７は、高透磁率のフェライトコアからなる。これにより、第１磁性コア１７は、押圧部材１６を通る磁束を低減することができる。上述したように、押圧部材１６は、金属で構成されるため、磁束を受けると誘導加熱により発熱する。押圧部材１６から用紙Ｐへ伝熱されにくいため、押圧部材１６を発熱させることは無駄な電力を消費することにつながる。しかしながら、第１磁性コア１７を押圧部材１６の周囲に配置することにより、励磁コイル１２２によって発生される磁束によって押圧部材１６が発熱することを抑制することができる。すなわち、用紙Ｐへの伝熱に対する寄与の小さい押圧部材１６の発熱を抑制することができる。その結果、加熱回転体１１の発熱に電力を集中させることができる。
【００６２】
第２磁性コア１８は、押圧部材１６に対して加圧ローラー１０とは反対側に配置される。言い換えると、第２磁性コア１８は、加熱回転体１１の内部において、押圧部材１６よりも励磁コイル１２２に近い位置に配置される。第２磁性コア１８は、支持部材１４に固定されている。
【００６３】
第２磁性コア１８は、高透磁率のフェライトコアからなる。これにより、第２磁性コア１８は、励磁コイル１２２が発生した磁束を引き寄せることができる。その結果、加熱回転体１１を通る磁束が増大し、加熱回転体１１の発熱量を増やすことができる。
【００６４】
温度センサー２５は、加熱回転体１１の内部に配置され、支持部材１４に固定されている。温度センサー２５は、加熱回転体１１の内部における励磁コイル１２２に対向する位置に配置される。温度センサー２５は、たとえば接触式温度センサであり、加熱回転体１１近傍の温度を検知し、その結果を高周波電源回路１９に出力する。
【００６５】
（高周波電源回路）
高周波電源回路１９は、励磁コイル１２２に電流を流す回路である。高周波電源回路１９は、たとえば２０ｋＨｚ〜９０ｋＨｚ、１００Ｗ〜２０００Ｗの高周波電力を励磁コイル１２２に出力する。高周波電源回路１９は、温度センサー２５により検知された温度が目標温度に近づくように、励磁コイル１２２に出力する電力を制御する。
【００６６】
（加熱回転体を移動させる移動機構）
次に、加熱回転体１１を移動させる移動機構について説明する。移動機構は、上述したように、一対のガイド部材１５，１５と、一対のバネ２１，２１と、一対の偏心カム２２，２２と、モーター２４とから構成される。
【００６７】
図２および図６に示されるように、一対のガイド部材１５，１５は、加熱回転体１１の端部を支持する一対の支持部材１４，１４をそれぞれスライド可能に支持する。
【００６８】
ガイド部材１５は、第１平板部１５２と第２平板部１５３とから構成され、画像形成装置１００の図示しないフレームなどに固定される。
【００６９】
第１平板部１５２は、加熱回転体１１の回転軸１１ａに垂直な板状部材であり、矢印Ｃ方向を長手方向とする長穴１５１が形成される。長穴１５１には、支持部材１４のスライド軸部１４３が挿入される。長穴１５１の短径は、スライド軸部１４３の直径よりもわずかに大きい。そのため、第１平板部１５２は、長穴１５１の短手方向へのスライド軸部１４３の移動を規制するとともに、スライド軸部１４３を矢印Ｃ方向にスライド可能に支持する。
【００７０】
第２平板部１５３は、第１平板部１５２の加圧ローラー１０側の端部から加熱回転体１１に向かって延びる板状部材であり、第１平板部１５２と一体化される。第２平板部１５３は、長穴１５１の長手方向に垂直である。
【００７１】
一対のバネ２１，２１は、一対のガイド部材１５，１５に対応してそれぞれ設置される。バネ２１は、対応するガイド部材１５の第２平板部１５３と、対応するガイド部材１５の長穴１５１に挿入されたスライド軸部１４３との間に縮んだ状態で配置される。そのため、バネ２１は、スライド軸部１４３に対して、加圧ローラー１０から離れる方向（図６の矢印Ｅ方向）の付勢力を与える。
【００７２】
一対の偏心カム２２，２２は、一対のガイド部材１５，１５に対応してそれぞれ設置される。偏心カム２２は、スライド軸部１４３におけるバネ２１が配置されている側の反対側に外周面が接するように設置される。偏心カム２２の軸２２ａは、画像形成装置１００の図示しないフレームに設けられた軸受部材によって回転可能に支持される。スライド軸部１４３が長穴１５１における加圧ローラー１０側の端に位置しているときに偏心カム２２の外周面における軸２２ａから最も離れた点がスライド軸部１４３に接するように、偏心カム２２の軸２２ａの位置が設定される。
【００７３】
モーター２４は、制御部２６からの指示に従って、偏心カム２２の軸２２ａを回転させる。
【００７４】
（制御部）
制御部２６は、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。制御部２６による定着装置２０の制御の詳細については後述する。
【００７５】
制御部２６は、ＯＳを含む各種プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、各種データを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＣＰＵでのプログラムの実行に必要なデータを格納するための作業領域を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＣＰＵで実行されるプログラムなどを不揮発的に格納するハードディスク（ＨＤＤ）とにより構成される。
【００７６】
（移動機構による加熱回転体の移動）
次に、図６を参照して、移動機構による加熱回転体１１の移動について説明する。図６（ａ）には、偏心カム２２の外周面における軸２２ａから最も離れた点がスライド軸部１４３に接しているときの定着装置２０の状態が示される。このとき、スライド軸部１４３は、バネ２１の付勢力に抗って、偏心カム２２によって、長穴１５１における加圧ローラー１０側の端まで押される。これにより、スライド軸部１４３を含む支持部材１４によって支持される加熱回転体１１は加圧ローラー１０に接する。
【００７７】
図６（ａ）に示す状態から偏心カム２２が回転すると、スライド軸部１４３は、バネ２１の付勢力に従って、加圧ローラー１０から離れる方向に移動する。図６（ｂ）には、偏心カム２２が１８０度回転したときの定着装置２０の状態が示される。このとき、スライド軸部１４３は、長穴１５１における加圧ローラー１０とは反対側の端に達している。
【００７８】
このようにして、偏心カム２２を回転させることにより、スライド軸部１４３を含む支持部材１４によって支持される加熱回転体１１を、矢印Ｃ方向に沿って移動させることができる。
【００７９】
上述したように、矢印Ｃ方向は、加熱回転体１１の回転軸１１ａと加圧ローラー１０の回転軸１０ａとを含む平面上における、加熱回転体１１の回転軸１１ａに垂直な方向である。そのため、矢印Ｃ方向は、励磁コイル１２２の巻回軸１２２ａに平行である。したがって、移動機構は、励磁コイル１２２の巻回軸１２２ａに沿って加熱回転体１１を移動させると言える。
【００８０】
（定着装置に対する制御の詳細）
図４、図６および図７を参照して、定着装置２０に対する制御部２６の制御の詳細について説明する。図７は、加熱回転体１１が図６（ｂ）に示す位置にあるときの定着装置の断面図である。なお、図４には、加熱回転体１１が図６（ａ）に示す位置にあるときの定着装置の断面図が示される。以下では、図４に示される加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置を第１相対位置といい、図７に示される加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置を第２相対位置という。
【００８１】
制御部２６は、定着モード、予備加熱モード、待機モードのいずれかのモードに応じて、定着装置２０を制御する。制御部２６は、印刷指示を受けてから印刷完了するまでの間、定着モードに従って定着装置２０を制御する。制御部２６は、画像形成装置１００の起動直後から所定時間経過するまでの期間、および、印刷完了してから所定時間経過するまでの期間、予備加熱モードに従って定着装置２０を制御する。制御部２６は、予備加熱モードの制御を行なっているときに印刷指示がない場合、当該予備加熱モードの期間終了後に、待機モードに従って定着装置２０を制御する。
【００８２】
制御部２６は、定着モードのとき、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第１相対位置（図４参照）となるようにモーター２４を制御して加熱回転体１１を移動させるとともに、加圧ローラー１０を所定のプロセス速度になるように回転させる。さらに、制御部２６は、温度センサー２５の検知温度が所定の定着温度範囲内になるように高周波電源回路１９を制御する。
【００８３】
加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第１相対位置にあるとき、加熱回転体１１と加圧ローラー１０とが接する。そのため、加圧ローラー１０を回転させることにより、加熱回転体１１は従動回転する。
【００８４】
ここで、加熱回転体１１の回転軸１１ａおよび加圧ローラー１０の回転軸１０ａを含む面に垂直であり、かつ、加熱回転体１１の回転軸１１ａを含む平面を平面Ｓ１（図４参照）とする。平面Ｓ１は、用紙Ｐの搬送方向に平行である。
【００８５】
図４に示されるように、定着モードにおいて、励磁コイル１２２は、加熱回転体１１における平面Ｓ１よりも磁束発生装置１２側の半円部分を覆う。用紙Ｐの搬送方向から見たとき、励磁コイル１２２は、第１磁性コア１７および押圧部材１６と重ならず、第２磁性コア１８と重なる。そのため、励磁コイル１２２によって発生された磁束は、第２磁性コア１８に引き寄せられ、加熱回転体１１における平面Ｓ１よりも磁束発生装置１２側の半円部分を通る。なお、図４には、励磁コイル１２２によって発生された磁束の一部である磁力線７０を示している。
【００８６】
励磁コイル１２２による磁束が加熱回転体１１の半分の領域のみを通るため、仮に加熱回転体１１が回転していない場合、加熱回転体１１に温度ムラが生じる。しかしながら、定着モードでは加熱回転体１１が加圧ローラー１０の回転に応じて従動回転するため、加熱回転体１１を均一に加熱することができる。
【００８７】
制御部２６は、予備加熱モードのとき、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置（図７参照）に存在するようにモーター２４を制御して加熱回転体１１を移動させるとともに、加圧ローラー１０の回転を停止する。さらに、制御部２６は、温度センサー２５の検知温度が所定の予熱温度範囲（定着温度範囲よりも低い温度）になるように高周波電源回路１９を制御する。
【００８８】
図６（ｂ）、図７には、予備加熱モードに従って制御されているときの定着装置２０が示される。図６（ｂ）、図７に示されるように、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置にあるとき、励磁コイル１２２は、第１相対位置と比べて、加熱回転体１１における加圧ローラー１０の回転軸１０ａに最も近い点Ｑに近づく。具体的には、励磁コイル１２２は、平面Ｓ１に対して略対称な位置にあり、加熱回転体１１の外周面の略全体を覆う。これにより、励磁コイル１２２によって発生された磁束は、加熱回転体１１の略全周域を通る。その結果、加熱回転体１１を回転させなくても、加熱回転体１１を均一に加熱することができる。言い換えると、加熱回転体１１における温度ムラを抑制することができる。
【００８９】
また、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置にあるとき、加熱回転体１１は、加圧ローラー１０から離れる。これにより、加熱回転体１１から加圧ローラー１０に熱が逃げないため、加熱回転体１１を効率よく加熱することができる。その結果、加熱回転体１１の温度を予熱温度範囲内にするために要する時間が短くなる。さらに、加圧ローラー１０の回転を停止するため、消費電力を低減することができる。
【００９０】
制御部２６は、待機モードのとき、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置に存在するようにモーター２４を制御するとともに、加圧ローラー１０の回転を停止する。さらに、制御部２６は、高周波電源回路１９から磁束発生装置１２への電力供給を停止させる。これにより、加熱回転体１１の加熱が停止され、消費電力をさらに低減することができる。
【００９１】
なお、制御部２６は、印刷完了後、連続して印刷指示を受ける可能性を考慮して、定着モードの制御を所定時間だけ引き続き行なってもよい。すなわち、制御部２６は、トナー像を用紙Ｐに定着させないときにも定着モードに従った制御を行なってもよい。言い換えると、制御部２６は、トナー像を用紙Ｐに定着させない間、常に予備加熱モードまたは待機モードに従った制御を行なわず、定着モードの終了後に予備加熱モードに従った制御を行なえばよい。
【００９２】
（利点）
以上のように、定着装置２０は、誘導電流により発熱する加熱回転体１１と、加熱回転体１１の外部に配置された励磁コイル１２２と、トナー像が現像された用紙Ｐを加熱回転体１１との間で挟持しながら回転する加圧ローラー１０とを備える。定着装置２０は、さらに、加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置を、トナー像を用紙Ｐに定着させる定着モードのときには第１相対位置に変化させ、トナー像を用紙Ｐに定着させない予備加熱モードのときには第２相対位置に変化させる移動機構（相対位置変更部）を備える。加熱回転体１１における加圧ローラー１０に最も近い点Ｑから励磁コイル１２２までの距離は、第１相対位置よりも第２相対位置の方が短い。
【００９３】
なお、移動機構は、一対のガイド部材１５，１５と、一対のバネ２１，２１と、一対の偏心カム２２，２２と、モーター２４とによって構成される。
【００９４】
加熱回転体１１における加圧ローラーの回転軸１０ａに最も近い点Ｑは、定着モードのときに用紙Ｐを接触する。そのため、定着モードのとき、点Ｑの周辺付近には、用紙Ｐの搬送路Ｒ１と干渉するために、磁束発生装置１２を配置することができず、加熱回転体１１における点Ｑの周辺付近を加熱することができない。したがって、定着モードと予備加熱モードとにおいて、加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置を変更しない場合、加熱回転体１１の温度ムラを抑制するために、予備加熱モードであっても加熱回転体１１を回転させる必要がある。
【００９５】
しかしながら、実施の形態１の定着装置２０では、点Ｑから励磁コイル１２２までの距離が定着モードのときよりも予備加熱モードのときに短くなるように、加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置が変更される。これにより、予備加熱モードのときに、点Ｑの周辺付近も加熱することができる。その結果、加熱回転体１１が非回転状態または低速回転状態であっても、加熱回転体１１を誘導加熱する際の温度ムラを抑制できる。
【００９６】
加熱回転体１１は無端ベルトである。定着装置２０は、加熱回転体１１の内部に配置された、加熱回転体１１よりも透磁率の高い第１磁性コア１７および第２磁性コア１８をさらに備える。
【００９７】
これにより、励磁コイル１２２によって発生された磁束を加熱回転体１１の内部に引き寄せることができる。その結果、加熱回転体１１を通る磁束を増大させることができ、加熱回転体１１を効率よく加熱することができる。
【００９８】
さらに、定着装置２０は、加熱回転体１１の内部に、加熱回転体１１を加圧ローラー１０に押圧する押圧部材１６を備える。第１磁性コア１７は、押圧部材１６を覆う。
【００９９】
これにより、励磁コイル１２２によって発生された磁束が第１磁性コア１７に引き寄せられ、押圧部材１６を通る磁束が減少する。その結果、金属製の押圧部材１６が誘導加熱されず、無駄な電力消費を抑制することができる。
【０１００】
また、第２磁性コア１８は、押圧部材１６に対して加圧ローラー１０とは反対側に配置される。上述したように、定着モードのとき、点Ｑの周辺付近には、用紙Ｐの搬送路Ｒ１と干渉するために、磁束発生装置１２を配置することができない。そのため、定着モードのとき、磁束発生装置１２は、用紙Ｐの搬送路Ｒ１と干渉しない領域、すなわち、加圧ローラー１０から遠い領域において、加熱回転体１１を覆うように配置される。そのため、第２磁性コア１８を押圧部材１６に対して加圧ローラー１０とは反対側に配置することにより、励磁コイル１２２によって発生された磁束を加熱回転体１１の方向に引き寄せやすくなる。その結果、加熱回転体１１を効率よく加熱することができる。
【０１０１】
具体的には、用紙Ｐの搬送方向から見たとき、励磁コイル１２２は、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第１相対位置にあるとき、第２磁性コア１８と重なり、かつ、第１磁性コア１７と重ならない。また、励磁コイル１２２は、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置にあるとき、第１磁性コア１７および第２磁性コア１８と重なる。
【０１０２】
これにより、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置にあるとき、すなわち、予備加熱モードのときに、励磁コイル１２２によって発生された磁束を第１磁性コア１７および第２磁性コア１８によって加熱回転体１１の方向により引き寄せやすくなる。その結果、加熱回転体１１を通る磁束をさらに増大させることができ、加熱回転体１１を効率よく加熱することができる。
【０１０３】
また、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置にあるとき、加熱回転体１１は、加圧ローラー１０に接触せず、回転しない。これにより、予備加熱モードにおいて、加圧ローラー１０および加熱回転体１１の回転による振動音が発生することがなく、印刷していないときの画像形成装置１００の動作音を低減することができる。
【０１０４】
加熱回転体１１と加圧ローラー１０とが離れていることにより、加熱回転体１１から加圧ローラー１０への伝熱および加圧ローラー１０を介した周囲への放熱を抑制し、加熱回転体１１を所定の予熱温度範囲まで加熱するのに要する時間を短縮することができる。
【０１０５】
さらに、定着装置２０は、加熱回転体１１の内部に配置された温度センサー２５と、温度センサー２５による検知温度に従って励磁コイル１２２に供給する電力を制御する高周波電源回路１９とを備える。これにより、加熱回転体１１の温度が精度良く検知される。さらに、検知温度に従って、加熱回転体１１の温度を目標温度範囲に維持することができる。
【０１０６】
励磁コイル１２２の巻回軸１２２ａは、加熱回転体１１の回転軸１１ａおよび加圧ローラー１０の回転軸１０ａに直交する。移動機構は、加熱回転体１１を励磁コイル１２２の巻回軸１２２ａに沿って移動させることにより、励磁コイル１２２と加熱回転体１１との相対位置を変更する。これにより、加熱回転体１１をスライド移動させるだけで、励磁コイル１２２と加熱回転体１１との相対位置を容易に変更することができる。
【０１０７】
（変形例）
加熱回転体１１を移動させる移動機構は、上記の構成に限定されるものではない。たとえば、加熱回転体１１を移動させる移動機構は、ラックアンドピニオンによって構成されてもよい。
【０１０８】
＜実施の形態２＞
図８を参照して、本開示の実施の形態２に係る定着装置について説明する。図８は、実施の形態２に係る定着装置２０Ａを示す断面図である。図８（ａ）には、定着モードのときの定着装置２０Ａが示され、図８（ｂ）には、予備加熱モードのときの定着装置２０Ａが示される。
【０１０９】
図８に示されるように、定着装置２０Ａは、加熱回転体１１の代わりに加熱回転体２１１を備え、かつ、加熱回転体２１１の内部に押圧部材１６，第１磁性コア１７および第２磁性コア１８を備えない点でのみ、実施の形態１に係る定着装置２０と異なる。
【０１１０】
加熱回転体２１１は、加熱回転体１１より厚い筒状の金属ローラー（筒状体）であり、十分な強度を有している。そのため、加熱回転体２１１の内部に押圧部材１６を設ける必要がない。加熱回転体２１１の材料は、たとえば鉄などであり、加熱回転体２１１の厚みは、たとえば０．７〜１ｍｍ程度である。
【０１１１】
加熱回転体２１１は、金属ローラーであるため、励磁コイル１２２により発生される磁束によって誘導電流が発生しやすく、加熱されやすい。さらに、加熱回転体２１１は、実施の形態１の加熱回転体１１よりも厚いため、加熱回転体１１よりも熱伝導性に優れる。そのため、加熱回転体２１１の内部に磁性コアがなくても、実施の形態１と同様に加熱回転体２１１を移動させることにより、予備加熱モードにおいて、加熱回転体２１１を均一に加熱させることができる。その結果、予備加熱モードにおいて、加熱回転体２１１を回転させなくても、加熱回転体２１１の温度ムラを低減することができる。
【０１１２】
なお、加熱回転体２１１が金属ローラーであるため、加圧ローラー１０と加熱回転体２１１とのニップ領域の圧力は、実施の形態１に比べて大きくなる。複数種類のトナーを用いたカラーのトナー像を用紙Ｐに定着させる場合、比較的弱い圧力でトナー像を用紙Ｐに押すことが好ましい。そのため、実施の形態２に係る定着装置２０Ａは、複数種類のトナーを用いたカラー画像を形成する画像形成装置ではなく、モノクロ画像のみを形成する画像形成装置に好適である。
【０１１３】
＜実施の形態３＞
図９および図１０を参照して、本開示の実施の形態３に係る定着装置について説明する。図９は、実施の形態３に係る定着装置２０Ｂの加熱回転体１１の内部の構成を示す断面図である。図１０は、実施の形態３に係る定着装置２０Ｂを示す断面図である。図１０（ａ）には、図９に示す磁性コア１８ｃの位置における断面図が示され、図１０（ｂ）には、図９に示す磁性コア１８ａの位置における断面図が示される。
【０１１４】
図９に示されるように、実施の形態３に係る定着装置２０Ｂは、加熱回転体１１の内部において、第２磁性コア１８の代わりに磁性コア１８ａ〜１８ｃを備えるとともに、磁性コア１８ａ〜１８ｃにそれぞれ接続された支持棒２６ａ〜２６ｃを備える点で、実施の形態１に係る定着装置２０と異なる。
【０１１５】
磁性コア１８ａは、加熱回転体１１の内部において、用紙Ｐの幅方向の中央部に配置される。磁性コア１８ａは、支持棒２６ａによって支持される。一対の磁性コア１８ｂは、用紙Ｐの幅方向における磁性コア１８ａの一方端と他方端との外側にそれぞれ配置される。磁性コア１８ｂは、支持棒２６ｂによって支持される。一対の磁性コア１８ｃは、一対の磁性コア１８ｂのさらに外側にそれぞれ配置される。磁性コア１８ｃは、支持棒２６ｃによって支持される。すなわち、磁性コア１８ｃ、磁性コア１８ｂ、磁性コア１８ａ、磁性コア１８ｂ、磁性コア１８ｃは、加熱回転体１１の内部において、用紙Ｐの幅方向に沿ってこの順に配置される。
【０１１６】
支持棒２６ａ〜２６ｃは、矢印Ｃ方向に沿ってスライド可能である。なお、支持棒２６ａは、スライドしたときに磁性コア１８ｂ，１８ｃと干渉しないように適宜折り曲げられている。同様に、支持棒２６ｂは、スライドしたときに磁性コア１８ａ，１８ｃに干渉しないように適宜折り曲げられている。支持棒２６ｃは、スライドしたときに磁性コア１８ａ，１８ｂに干渉しないように適宜折り曲げられている。
【０１１７】
支持棒２６ａ〜２６ｃを移動させる移動機構は、特に限定されるものではなく、たとえば加熱回転体１１を移動させる移動機構と同様の構成からなる。
【０１１８】
制御部２６は、定着モードのときに、搬送される用紙Ｐのサイズに合わせて、磁性コア１８ａ〜１８ｃの位置を制御する。具体的には、制御部２６は、用紙Ｐと重なる位置に存在する磁性コアを加圧ローラー１０に近づけるように移動させる。逆に、制御部２６は、用紙Ｐと重ならない位置に存在する磁性コアを加圧ローラーから遠ざけるように移動させる。
【０１１９】
図１０には、用紙Ｐが磁性コア１８ａ，１８ｂと重なり、用紙Ｐが磁性コア１８ｃと重ならない場合の定着装置２０Ｂの断面図が示される。図１０（ａ）に示されるように、制御部２６は、加圧ローラー１０から遠ざかるように磁性コア１８ｃを移動させる。逆に、図１０（ｂ）に示されるように、制御部２６は、加圧ローラー１０に近づくように磁性コア１８ａを移動させる。制御部２６は、磁性コア１８ａと同様に加圧ローラー１０に近づくように磁性コア１８ｂも移動させる。
【０１２０】
用紙Ｐが通過する領域では、加熱回転体１１から用紙Ｐに熱が逃げ、温度が下がりやすい。透磁率の高い磁性コア１８ａ，１８ｂには、励磁コイル１２２により発生した磁束が集中しやすい。そのため、用紙Ｐと重なる磁性コア１８ａ，１８ｂを加圧ローラー１０に近づくように移動させることにより、加熱回転体１１を通り抜ける磁束が多くなる。つまり、励磁コイル１２２と加熱回転体１１との磁気結合が強くなる。その結果、加熱回転体１１の発熱効率が高くなり、用紙Ｐに熱が逃げたとしても、加熱回転体１１の温度の所定の温度範囲内に維持することができる。
【０１２１】
逆に、用紙Ｐが通過しない領域では、加熱回転体１１に熱が溜まりやすく、高温になりやすい。高温になりすぎると、加熱回転体１１を構成する離型層１１１および弾性層１１２が劣化しやすくなる。そこで、用紙Ｐと重ならない磁性コア１８ｃを加圧ローラー１０から遠ざけるように移動させることにより、加熱回転体１１を通り抜ける磁束が少なくなる。その結果、加熱回転体１１における発熱量が低下し、加熱回転体１１が高温になりすぎることを防止できる。
【０１２２】
このように、定着装置２０Ｂにおいて、磁性コア１８ａ〜１８ｃは、加熱回転体１１の内部において移動可能である。これにより、加熱回転体１１を通り抜ける磁束を変更することができ、加熱回転体１１における発熱量を適宜調整することができる。
【０１２３】
なお、上記の説明では、磁性コア１８ａ〜１８ｃを移動させているが、第１磁性コア１７も合わせて移動させてもよい。
【０１２４】
＜実施の形態４＞
図１１を参照して、本開示の実施の形態４に係る定着装置について説明する。図１１は、予備加熱モードのときの実施の形態４に係る定着装置２０Ｃを示す断面図である。
【０１２５】
実施の形態４に係る定着装置２０Ｃは、加熱回転体１１ではなく磁束発生装置１２を移動させることにより、加熱定着モードと予備加熱モードとの間で加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置を変更する点で実施の形態１に係る定着装置２０と異なる。すなわち、実施の形態４に係る定着装置２０Ｃは、加熱回転体１１を移動させる移動機構（ガイド部材１５、偏心カム２２、バネ２１およびモーター２４）の代わりに、磁束発生装置１２を移動させる移動機構を備える。
【０１２６】
定着装置２０Ｃにおいて、分離部材１３は、先端が加熱回転体１１の表面に接触する分離爪１３２と、分離爪１３２を回転可能に支持する軸支部１３１とを有する。
【０１２７】
磁束発生装置１２を移動させる移動機構としては、たとえば加熱回転体１１を移動させる移動機構と同様の構成を用いればよい。すなわち、磁束発生装置１２と一体化された軸部と、当該軸部をスライド可能に支持するガイド部材と、当該軸部に付勢力を付与するバネと、当該軸部に当接し、バネの付勢力の抗って当該軸部をスライドさせる偏心カムと、偏心カムを回転させるモーターとによって、磁束発生装置１２を移動させる移動機構を構成すればよい。ただし、磁束発生装置１２を移動させる移動機構は、これに限定されるものではなく、たとえばラックアンドピニオンによって構成されてもよい。
【０１２８】
実施の形態４においても、定着モードにおける加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置は、図４に示される状態となる。このとき、加熱回転体１１を回転させながら、励磁コイル１２２による磁束によって加熱回転体１１を誘導加熱する。これにより、加熱回転体１１は、均一に加熱される。
【０１２９】
一方、図１１に示されるように、予備加熱モードになると、制御部２６は、加熱回転体１１に近づけるように、励磁コイル１２２の巻回軸１２２ａに沿って磁束発生装置１２を移動させる。これにより、加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置は、図７に示す実施の形態１における第２相対位置と同一になる。これにより、加熱回転体１１の回転を停止した場合、もしくは、回転速度を遅くした場合であっても、加熱回転体１１における温度ムラを抑制することができる。
【０１３０】
なお、定着モードにおける分離部材１３の位置（図４参照）と、予備加熱モードにおける磁束発生装置１２の位置（図１１参照）とが重なる。そのため、制御部２６は、予備加熱モードのときに、磁束発生装置１２と干渉しないように、分離部材１３を移動させる。具体的には、制御部２６は、軸支部１３１を中心に分離爪１３２を回転させる。
【０１３１】
以上のように、定着装置２０Ｃでは、励磁コイル１２２を移動させることにより、励磁コイル１２２と加熱回転体１１との相対位置が変更される。そのため、予備加熱モードのときにも加圧ローラー１０が加熱回転体１１に接触したままとなる。ただし、上述したように、予備加熱モードでは、加熱回転体１１の回転を停止した場合、もしくは、回転速度を遅くした場合であっても、加熱回転体１１における温度ムラを抑制することができる。そのため、予備加熱モードにおける加圧ローラー１０の回転速度は、定着モードにおける加圧ローラー１０の回転速度よりも遅くすることができる。予備加熱モードにおける加圧ローラー１０の回転速度は０であってもよい。
【０１３２】
定着装置２０Ｃにおいて、分離部材１３は、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第１相対位置にあるときに図４に示す位置にあり、加熱回転体１１および励磁コイル１２２が第２相対位置にあるときに図１１に示す位置にあるように、移動可能である。これにより、定着モードにおいて分離部材１３が存在していた位置（図４参照）まで、予備加熱モードにおいて磁束発生装置１２を移動させることができる。その結果、予備加熱モードにおいて、励磁コイル１２２は、加熱回転体１１の外周のより広い領域を覆うことができる。
【０１３３】
（変形例）
図１２を参照して、実施の形態４に係る定着装置２０Ｃの変形例を説明する。図１２は、予備加熱モードのときの当該変形例に係る定着装置２０Ｃを示す断面図である。
【０１３４】
上述したように、予備加熱モードのとき、加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置は、図７に示す実施の形態１における第２相対位置と同一になる。これにより、加熱回転体１１における温度ムラを抑制することができる。そのため、予備加熱モードにおいて、加熱回転体１１を回転させる必要がない。
【０１３５】
そこで、図１２に示されるように、制御部２６は、予備加熱モードのときに、加熱回転体１１から離れるように加圧ローラー１０を移動させる。これにより、加熱回転体１１から加圧ローラー１０への熱伝導がなくなり、加熱回転体１１を効率よく加熱することができる。その結果、消費電力を低減することができる。
【０１３６】
この場合、定着装置２０Ｃは、加圧ローラー１０を移動させる移動機構をさらに備える。加圧ローラー１０を移動させる移動機構は、たとえば加熱回転体１１を移動させる移動機構と同様の構成やラックアンドピニオンによって実現される。
【０１３７】
また、磁束発生装置１２だけでなく加熱回転体１１も移動させることにより、加熱回転体１１と励磁コイル１２２との相対位置が変更されてもよい。
【０１３８】
＜実施の形態５＞
図１３および図１４を参照して、本開示の実施の形態５に係る定着装置２０Ｄについて説明する。図１３は、定着モードのときの定着装置２０Ｄを示す断面図である。図１４は、予備加熱モードのときの定着装置２０Ｄを示す断面図である。
【０１３９】
図１３および図１４に示されるように、定着装置２０Ｄは、磁束発生装置１２の代わりに磁束発生装置２１２、３１２を備える点で実施の形態１の定着装置２０と相違する。
【０１４０】
磁束発生装置２１２は、加熱回転体１１の回転軸１１ａと加圧ローラー１０の回転軸１０ａとを含む平面Ｓ２よりも、用紙Ｐの搬送方向下流側に配置される。磁束発生装置２１２は、加熱回転体１１の外周面に沿った断面円弧の形状を有する。
【０１４１】
励磁コイル２２２は、磁束発生装置２１２の内部に収容され、加熱回転体１１を通る磁束を発生させる。なお、図１３および図１４には、励磁コイル２２２によって発生された磁束の一部である磁力線７１を示している。励磁コイル２２２の巻回軸２２２ａは、加熱回転体１１の回転軸に直交する。
【０１４２】
磁束発生装置３１２は、平面Ｓ２よりも用紙Ｐの搬送方向上流側に配置される。磁束発生装置３１２は、加熱回転体１１の外周面に沿った断面円弧の形状を有する。
【０１４３】
励磁コイル３２２は、磁束発生装置３１２の内部に収容され、加熱回転体１１を通る磁束を発生させる。なお、図１３および図１４には、励磁コイル３２２によって発生された磁束の一部である磁力線７２を示している。励磁コイル３２２の巻回軸３２２ａは、加熱回転体１１の回転軸に直交する。
【０１４４】
図１３に示されるように、定着モードのとき、平面Ｓ１に対して加圧ローラー１０とは反対側に励磁コイル２２２の中心が位置するように、磁束発生装置２１２が配置される。同様に、定着モードのとき、平面Ｓ１に対して加圧ローラー１０とは反対側に励磁コイル３２２の中心が位置するように、磁束発生装置３１２が配置される。
【０１４５】
定着モードのとき、励磁コイル２２２，３２２は、加熱回転体１１における、平面Ｓ１に対して加圧ローラー１０とは反対側の部分を集中して加熱する。ただし、加熱回転体１１は、加圧ローラー１０とともに回転するため、均一に加熱される。
【０１４６】
一方、図１４に示される予備加熱モードのとき、磁束発生装置２１２は、加熱回転体１１における加圧ローラー１０に最も近い点Ｑに励磁コイル２２２が近づくように、加熱回転体１１の回転軸１１ａを中心に回転移動する。具体的には、磁束発生装置２１２は、励磁コイル２２２が平面Ｓ１に対して略対称となる位置に回転移動する。このとき、励磁コイル２２２の巻回軸２２２ａは、平面Ｓ１上にある。
【０１４７】
同様に、磁束発生装置３１２は、点Ｑに励磁コイル３２２が近づくように、加熱回転体１１の回転軸１１ａを中心に回転移動する。具体的には、磁束発生装置３１２は、励磁コイル３２２が平面Ｓ１に対して略対称となる位置に回転移動する。このとき、励磁コイル３２２の巻回軸３２２ａは、平面Ｓ１上にある。
【０１４８】
これにより、予備加熱モードのとき、加熱回転体１１は、励磁コイル２２２，３２２によって均一に誘導加熱される。その結果、加熱回転体１１の回転を停止した場合、もしくは、回転速度を遅くした場合であっても、加熱回転体１１における温度ムラを抑制することができる。
【０１４９】
なお、磁束発生装置２１２および磁束発生装置３１２を回転移動させる移動機構として、公知の様々な機構を用いることができる。たとえば、移動機構は、加熱回転体１１の回転軸１１ａを中心に回転可能な一対の円板と、当該一対の円板を互いに反対方向に回転させるモーターとを含み、当該一対の円板に磁束発生装置２１２，３１２がそれぞれ支持される。これにより、磁束発生装置２１２および磁束発生装置３１２を容易に回転移動させることができる。
【０１５０】
また、定着モードにおける分離部材１３の位置（図１３参照）と、予備加熱モードにおける磁束発生装置２１２の位置（図１４参照）とが重なる。そのため、制御部２６は、予備加熱モードのときに、磁束発生装置２１２と干渉しないように、分離部材１３を移動させる。具体的には、制御部２６は、実施の形態４と同様に、軸支部１３１を中心に分離爪１３２を回転させる。
【０１５１】
以上のように、定着装置２０Ｄは、巻回軸２２２ａが加熱回転体１１の回転軸１１ａに直交する励磁コイル（第１の励磁コイル）２２２と、巻回軸３２２ａが加熱回転体１１の回転軸１１ａに直交する励磁コイル（第２の励磁コイル）３２２とを備える。励磁コイル２２２，３２２を加熱回転体１１の回転軸１１ａを中心に回転移動させることにより、励磁コイル２２２，３２２と加熱回転体１１との相対位置が変更される。すなわち、定着モードのとき、加熱回転体１１と励磁コイル２２２，３２２とは図１３に示される相対位置（第１相対位置）となり、予備加熱モードのとき、加熱回転体１１と励磁コイル２２２，３２２とは図１４に示される相対位置（第２相対位置）となる。これにより、予備加熱モードのとき、加熱回転体１１の回転を停止した場合、もしくは、回転速度を遅くした場合であっても、加熱回転体１１における温度ムラを抑制することができる。
【０１５２】
なお、実施の形態４の変形例と同様に、予備加熱モードのときに、加圧ローラー１０を加熱回転体１１から離してもよい。
【０１５３】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１５４】
１  中間転写ベルト、２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ  作像ユニット、３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ  感体ドラム、４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ  帯電器、５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ  プリントヘッド部、６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ  現像器、７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ  １次転写ローラー、８  中間転写ベルト駆動ローラー、９  ２次転写ローラー、１０，５１０  加圧ローラー、１０ａ，１１ａ  回転軸、１１，２１１，５１１  加熱回転体、１２，２１２，３１２，５１２  磁束発生装置、１３  分離部材、１４  支持部材、１５  ガイド部材、１６  押圧部材、１７  第１磁性コア、１８  第２磁性コア、１８ａ〜１８ｃ  磁性コア、１９，５１９  高周波電源回路、２０，２０Ａ〜２０Ｄ  定着装置、２１  バネ、２２  偏心カム、２２ａ  軸、２４  モーター、２５，５２５  温度センサー、２６  制御部、２６ａ〜２６ｃ  支持棒、３０  給紙カセット、３１  給紙ローラー、４０  ＡＩＤＣセンサー、５０  排紙ローラー、６０  排紙トレイ、７０〜７２  磁力線、１００  画像形成装置、１０１  芯金、１０２，１１２  弾性層、１０３，１１１  離型層、１１３  発熱層、１２１  コイルボビン、１２１ａ，１５２  第１平板部、１２１ｂ，１５３  第２平板部、１２１ｃ  連結部、１２２，２２２，３２２，５２２  励磁コイル、１２２ａ，２２２ａ，３２２ａ  巻回軸、１２３  カバー、１３１  軸支部、１３２  分離爪、１４１  円板部、１４２  挿入部、１４３  スライド軸部、１５１  長穴、Ｐ  用紙、Ｒ１  搬送路、Ｓ１，Ｓ２  平面、Ｔ  トナー、ｎ１  次転写領域、ｎ２  定着ニップ領域。
【図１】
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【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】
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【図１０】
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【図１１】
2018155848.tif 000013
【図１２】
2018155848.tif 000014
【図１３】
2018155848.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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