(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱方式のメリットを生かした上で、消磁回路における過電流の恐れがなく、加熱ローラ等の加熱部材２１の精密な温度調節が可能な加熱装置３０の提供。【解決手段】画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置２０に配置された加熱部材２１を電磁誘導加熱する加熱装置３０であって、前記加熱部材２１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３と、該励磁コイル３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１と、該消磁コイル１を含む消磁回路中にあり消磁コイル１に発生する電流を調整する消磁電流調整装置１２とを備えた加熱装置３０。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置に配置された加熱部材を電磁誘導加熱する加熱装置であって、
前記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ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記消磁電流調整装置は、抵抗素子を含むことを特徴とする請求項1に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記消磁電流調整装置は、ダイオード素子を含むことを特徴とする請求項1又は２に記載の加熱装置
【請求項４】
前記消磁電流調整装置は、コンデンサを含むことを特徴とする請求項1乃至３のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記消磁電流調整装置は、コイルをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記消磁回路は、共振回路を形成することを特徴とする請求項４又は５に記載の加熱装置。
【請求項７】
前記消磁回路は、消磁コイルに発生する電流の電流値を可変とする回路を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項８】
画像形成装置において加熱部材及び加圧部材により記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置であって、
前記加熱部材を電磁誘導加熱する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の加熱装置を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項９】
前記加熱部材は、加熱ローラであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加熱部材は、加熱ベルトであることを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１１】
画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置に配置され、電磁誘導加熱方式により昇温される加熱部材の温度制御方法であって、
前記加熱部材に沿うように配置された励磁コイルにより交番磁束を生成して加熱部材を電磁誘導加熱し、前記励磁コイルにより生成した交番磁束の一部を周回する消磁コイルを備えた消磁回路により前記消磁コイルに交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させる際、前記消磁回路中に設けた消磁電流調整装置により消磁コイルに発生する電流を調整することを特徴とする加熱部材の温度制御方法。
【請求項１２】
前記消磁電流調整装置は、抵抗素子、ダイオード素子及びコンデンサのうち少なくともひとつを備え、消磁コイルに発生する電流を調整することを特徴とする請求項１１に記載の加熱部材の温度制御方法。
【請求項１３】
前記消磁電流調整装置は、コンデンサ、又はコンデンサ及びコイルを備え、コンデンサのインピーダンス及びコイルのインダクタンスのうち少なくともひとつを調整することにより共振回路を形成することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の加熱部材の温度制御方法。
【請求項１４】
請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の定着装置を備え、横幅の異なる記録部材に画像形成することができ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、画像形成装置における加熱装置、定着装置、加熱部材の温度制御方法及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ＦＡＸ等は、普通紙やＯＨＰ等の記録部材上に画像を形成する工程を有する。記録部材上に画像を形成する工程としては、様々な画像記録方式が実現されているが、そのなかでも高速性、画像品質、コストなどから、上記の機器に広く採用されているのが電子写真方式である。電子写真方式の複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置の現像、転写部に於いては、電子情報や光情報である画像情報から潜像を形成し、顔料を含む熱可塑性の樹脂等よりなるトナー（顕画剤）を用いて現像し、記録部材上に直接方式又は間接（転写）方式で転写してトナー画像とする。定着装置は、この記録部材上に転写されたトナー画像を記録部材上に永久固着画像として加熱定着処理をする装置である。このような定着装置の定着方式としては、高速性、安全性等の面からヒートローラ方式が現在最も多く採用されている。
【０００３】
ヒートローラ方式とは、熱源により加熱される加熱ローラ（定着ローラともいう。）と、これに対向配置される加圧ローラを圧接してニップ部と呼ばれる相互圧接部を形成し、両ローラ間にシート状の記録部材を通過させて、記録部材上のトナーを加熱定着する方式である。熱源にはハロゲンランプを使用し、ハロゲンランプを定着ローラに内蔵させ定着ローラを内部から加熱して、定着ローラ表面の温度を定着に適当な温度に加熱するものが一般的であった。しかしながら、ハロゲンランプを使用するヒートローラ方式は、定着ローラの小熱容量化（薄肉化）に限界があることと、ハロゲンヒータ自体の立ち上がりの遅さから立上時間が遅いという課題があった。
【０００４】
これを解決するため、ベルト加熱方式が開発されている。ベルト加熱方式は、加熱ローラの代わりにシート状無端ベルトである加熱ベルトを用い、加熱ベルトと加圧ローラの対により圧接部（ニップ部）を作り、このニップ部にトナー画像が転写された記録部材を挟持搬送させることで、未定着のトナー画像を記録材上に加熱定着させる方式である。加熱ベルトは、加熱体（通常は懸架ローラを兼ねる。）に懸架されており、この加熱体により加熱されて記録材上のトナー画像を加熱定着することができる。このようなベルト加熱方式の加熱装置は、加熱体として低熱容量のセラミックヒータ等を用い、加熱ベルト用のベルト部材として耐熱性で薄い、低熱容量のシートを用いることができて、熱容量の大きい加熱ローラを用いる熱ローラ方式の装置に比べて省電力化でき、ウェイトタイム短縮化が可能となり、クイックスタートができる等の利点があるとされている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、熱容量を低減したシート状の加熱ベルトでは、加熱ベルトの幅方向（加熱ベルトの移動方向に垂直な方向、ニップ部長手方向）への熱流が阻害されるため、加熱ベルトの幅方向の一部のみを使用する小サイズ記録部材を通紙した場合に、加熱ベルトの非通紙部での過昇温（非通紙部昇温）が発生して、加熱ベルトや加圧ローラの寿命を低下させるという問題がある。この問題を解決する方法として、小サイズの記録材を使用する場合に給紙間隔を広げて、通紙のスループットを下げ、加熱ベルトの熱移動や冷却時間を設ける方法が考えられるが、必要な温度の均一化時間を得るためには、画像形成装置本来の画像形成速度を著しく低下させてしまうという欠点があった。なお、この問題は、上記加熱ローラ方式においても程度の差はあっても存在する問題である。
【０００６】
そこで、近年では定着ローラを加熱する手段として、電磁誘導加熱方式の利用が検討されている。これは導電層を有する定着ローラに磁界発生手段によって発生させた交番磁界により渦電流を発生させて電磁誘導加熱を行うものである。この電磁誘導加熱方式は、加熱対象である定着ローラ表面層を直接加熱することができるため、ハロゲンヒータに比べて加熱の立ち上がりが速く、運転開始時の待ち時間が短くて済む。また、熱供給速度が速いので画像形成装置の高速運転にも追随できる。
【０００７】
例えば、特許文献２によれば、電磁誘導加熱方式による定着ローラを内側から外側に順に、支持層（芯金）、スポンジ層（発泡体層）、電磁誘導発熱性層、弾性層、離型層の５層から構成しており、これにより、発熱層で発生した熱量をスポンジ層により断熱して、定着ローラ表層側の弾性層及び離型層を迅速に加熱することができる。この構成により定着ローラ表面が定着に必要な温度に迅速に到達するとともに、紙等の記録媒体に熱が奪われても、熱の供給が迅速に行われるため、ハロゲンランプを使用するよりも高速運転が可能である。
【０００８】
電磁誘導加熱方式には、発熱部材である電磁誘導発熱性層が薄いため、ベルト加熱方式同様、定着ローラの長手方向の温度分布を制御することが難しいという課題がある。定着装置には、小サイズの記録媒体を連続的に定着する場合に、定着ローラの一部又は全部に過昇温が生じることがあった。一般的な画像形成装置は、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。ここで、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。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。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は、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着部材の幅方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまう場合があった。例えば、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ローラの位置（通紙領域）では熱が多く奪われて、その他の位置（非通紙領域）に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、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。
【０００９】
そこで、常に通紙領域となる定着ローラの幅方向中央部の定着温度を基準として定着ローラの幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ローラの幅方向中央部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇（過昇温）してしまうことになる。このように、定着ローラの幅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ホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着ローラの耐熱温度を超えた場合には、定着ローラに熱的破損が生じることも考えられる。これに対して、定着ローラの幅方向両端部の定着温度を基準として定着部材の幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着ローラの幅方向両端部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向中央部の定着温度が下降してしまうことになる。このように、定着部材の幅方向中央部の定着温度が下降した状態で記録媒体を定着すると、温度下降位置に対応した記録媒体上にコールドオフセットが発生してしまう。
【００１０】
この課題に対して、従来のハロゲンヒータを加熱源としている定着装置では、配光分布を中央部と端部に分けた複数本のヒータを使用してそれぞれに制御することにより、定着ローラの温度制御を行ってきた。しかし、コイルから発生する磁束により対象を加熱する電磁誘導加熱方式では、ハロゲンヒータのように中央部を加熱するコイルと端部を加熱するコイルを別々に配置する方法では、装置のコスト高やコイル同士の干渉等多くの問題があり現実的には困難であった。
【００１１】
そこで、消磁用二次コイルを利用する方法が提案されている。これは、電磁誘導加熱を行う励磁コイルのほかに「消磁用二次コイル」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消磁用二次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方法である。発熱を抑制する時は、リレー及びＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング回路によって消磁用二次コイル部を閉回路として電流を発生させる。発熱を抑制しない時には、前記スイッチング回路によって消磁コイル部を開として、コイルとして機能させないため消磁用磁束を発生させない。このスイッチの開閉によって発熱を制御する。
【００１２】
例えば、特許文献３，４には、次のような加熱ローラが提案されている。加熱ローラの内部に、シートの幅方向に延在し３分割された磁性コアと、この磁性コアの周りで加熱ローラの内側に沿うように層状に巻回された励磁コイルを設けるとともに、励磁コイルの層に対して垂直な方向に延在する磁性コアの両端の周りをそれぞれ巻回する消磁コイル（キャンセルコイル）を設置する。最大幅のシート（記録部材）を定着するときは、スイッチング回路によって消磁コイルが開にされて機能しない。したがって、最大幅のシートの全域について定着を良好に行うことができる。最大幅のシートよりも小さい幅のシートを定着するときは、スイッチング回路によって消磁コイルが閉じられる。したがって、シートの幅方向に関して加熱ローラの端部では、励磁コイルによる磁束変化が加熱ローラでの誘導電流（渦電流）だけでなく消磁コイルでの逆起電力（それに伴う電流）をも生じさせる。したがって、加熱ローラの端部の温度上昇が抑えられる。
【００１３】
特許文献５に開示された定着装置では、上記の例とは消磁コイルの配置が異なっており、消磁コイルが励磁コイルの層に沿って配置されており、これにより励磁コイルから発生した磁束を、効率的に消磁コイルに通すことができ、消磁コイルの発熱抑制効果が向上している。
【特許文献１】特開平０４−４４０７５号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４７０２号公報
【特許文献３】特開２００１−６０４９０号公報
【特許文献４】特開２００１−１３５４７０号公報
【特許文献５】特開２００５−１０８６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のように、省電力、クイックスタート性等利点の多い電磁誘導加熱方式においても、記録部材の幅の変更に対する対応がある程度は可能である。しかし、上述のような消磁用二次コイルによる温度制御においては、消磁用二次コイル（以下、消磁コイルとも称する。）のオンオフ制御によっているので精密な温度調節は難しい。例えば、特許文献３，４に開示された定着ローラでは、励磁コイルの層に対して垂直な方向に消磁コイルが延在している場合、励磁コイルと消磁コイルの大部分（消磁コイルのうち励磁コイル側の端部以外の部分）とが離れているため、漏れ磁束（励磁コイルから発生した磁束のうちで磁性コアを通らない磁束）は消磁コイルを通らず、消磁コイルの発熱抑制作用に寄与できないため、加熱ローラの発熱抑制効果が十分ではない。また、特許文献５に開示された定着ローラは、消磁コイルを、励磁コイルを挟んで発熱ローラと対抗する位置に、配置しているため、漏れ磁束（励磁コイルから発生した磁束のうちで磁性コア（ホルダ）を通らない磁束）は消磁コイルを通らず、やはり消磁コイルの発熱抑制作用に寄与できないため、加熱ローラの発熱抑制効果が十分ではない。
【００１５】
上述のように、励磁コイルと消磁コイルの磁束経路には配置上やむを得ない空間があるため漏洩磁束は避けられない。そこで、消磁効果を十分大きくするためには、消磁コイルの巻き数を増やせばよいが、加熱装置全体が大きくなってしまうという問題があった。さらに、励磁コイルと消磁コイルの磁束路に磁性コアを設置して結合を高めたり、消磁コイルを十分大きくしたりすると、励磁コイルへの印加電力条件によっては、消磁コイルに流れる電流が大きくなりすぎてしまうこともある。消磁コイルの電流値が過大になると、回路をオープン・クローズ制御するスイッチ素子の許容電流を超えるおそれがあるとともに、消磁コイル自体の温度が上がりすぎて線材の耐熱温度を超えてしまう恐れがある。また、意図せず大電流が消磁コイルに流れると発熱抑制効果を大きすぎて非通紙部の温度が低下しすぎることもある。
【００１６】
上述のような問題点を考慮して、本発明においては、電磁誘導加熱方式のメリットを生かした上で、消磁回路における過電流の恐れがなく、加熱ローラ等の加熱部材の精密な温度調節が可能な加熱装置及びこれを備えた定着装置並びに加熱部材の温度制御方法の提供を目的としている。また、この定着装置を備えた画像形成装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明者等は、画像形成装置の記録部材に画像を加熱定着する電磁誘導加熱方式を利用した定着装置において、消磁コイルを含む消磁回路中に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を備えることにより、消磁コイルにより過電流の恐れがなく、加熱ローラ等の加熱部材の精密な温度調節が可能な加熱装置が提供できることを見いだし、以下の発明を完成した。
【００１８】
本発明は、画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置に配置された加熱部材を電磁誘導加熱する加熱装置であって、前記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ことを特徴とする加熱装置を含む。
【００１９】
本発明は、前記消磁電流調整装置が、抵抗素子を含むことを特徴とする前記加熱装置を含む。
【００２０】
本発明は、前記消磁電流調整装置が、ダイオード素子を含むことを特徴とする前記加熱装置を含む。
【００２１】
本発明は、前記消磁電流調整装置が、コンデンサを含むことを特徴とする前記加熱装置を含む。
【００２２】
本発明は、前記消磁電流調整装置がコイルをさらに含むことを特徴とする前記加熱装置を含む。
【００２３】
本発明は、前記消磁回路が、共振回路を形成することを特徴とする前記加熱装置を含む。
【００２４】
本発明は、前記消磁回路は、消磁コイルに発生する電流の電流値を可変とする回路を有することを特徴とする前記加熱装置を含む。
【００２５】
本発明は、画像形成装置において加熱部材及び加圧部材により記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置であって、前記加熱部材を電磁誘導加熱する前記加熱装置を備えたことを特徴とする定着装置を含む。
【００２６】
本発明は、前記加熱部材が、加熱ローラであることを特徴とする前記定着装置を含む。
【００２７】
本発明は、前記加熱部材が、加熱ベルトであることを特徴とする前記定着装置を含む。
【００２８】
本発明は、画像形成装置において記録部材を狭持搬送しながら該記録部材に画像を加熱定着する定着装置に配置され、電磁誘導加熱方式により昇温される加熱部材の温度制御方法であって、前記加熱部材に沿うように配置された励磁コイルにより交番磁束を生成して加熱部材を電磁誘導加熱し、前記励磁コイルにより生成した交番磁束の一部を周回する消磁コイルを備えた消磁回路により前記消磁コイルに交番磁束を打ち消す方向に起電力を発生させる際、前記消磁回路中に設けた消磁電流調整装置により消磁コイルに発生する電流を調整することを特徴とする加熱部材の温度制御方法を含む。
【００２９】
本発明は、前記消磁電流調整装置が、抵抗素子、ダイオード素子及びコンデンサのうち少なくともひとつを備え、消磁コイルに発生する電流を調整することを特徴とする前記加熱部材の温度制御方法を含む。
【００３０】
本発明は、前記消磁電流調整装置が、コンデンサ、又はコンデンサ及びコイルを備え、コンデンサのインピーダンス及びコイルのインダクタンスのうち少なくともひとつを調整することにより共振回路を形成することを特徴とする前記加熱部材の温度制御方法を含む。
【００３１】
本発明は、前記本発明の定着装置を備え、横幅の異なる記録部材に画像形成することができることを特徴とする画像形成装置を含む。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、電磁誘導加熱方式のメリットを生かした上で、消磁回路での過電流の心配がなく、加熱ローラ等の加熱部材の精密な温度調節が可能な加熱装置及びこれを備えた定着装置並びに加熱部材の温度制御方法を提供することができる。また、上記の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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
（加熱装置）
本発明の加熱装置の例を図１、図２を参照にして説明する。図１は、本発明の電磁誘導加熱方式の加熱装置を備えた定着装置の定着ローラ（以下、加熱ローラともいう。）の軸に垂直な断面での断面図である。図２は、本発明の加熱装置の加熱ローラに対するコイルの配置を説明するための図であり、図１の断面図における上部からコイルを見た図である。説明の都合上、磁性コア５のうち、５ａ，５ｃは省略して、コイルの巻き線のない部に配置されている５ｂ，５ｄのみを図示してある。また、加熱ローラ２は、コイルの真下にあり、コイルと重ねて記載すべきであるが見難いので、下方にずらして記載している。図１は、図２における加熱ローラ２の端部に近い磁性コア５ｂの存在している部分の断面図である。
【００３４】
図１に示すように、この定着装置は、加熱部材である加熱ローラ２、加熱ローラ２とニップ領域を形成する加圧ローラ４、磁界発生手段である励磁コイル３、励磁コイル３に交番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５及び励磁コイル３により発生した磁束の周回路上に配置された消磁コイル１により構成されている。
【００３５】
この実施形態においては、加熱ローラ２は外径４０ｍｍで、長さが３２０ｍｍとし、最大でＡ３サイズの用紙を加熱定着できる。励磁コイル３により発生した磁界が加熱ローラ２の表面層である発熱層２１を誘導加熱する。記録部材Ｐは加熱ローラ２と加圧ローラ４とで構成するニップ領域を通過することにより加圧されながら、加熱ローラ２から熱を与えられ記録部材Ｐ上のトナーが記録部材Ｐに加熱定着される。Ａ４サイズの用紙など加熱ローラ２の幅より狭い幅の用紙を加熱定着するときは、図２に示したＡ４サイズの矢印のように加熱ローラ２の中央部を使用するようになっている。
【００３６】
励磁コイル３は、表面を絶縁した外径０．１５ｍｍの銅製の線材を９０本束ねた線束からなっており、図２に示すように、加熱ローラ２の回転軸方向に延伸、加熱ローラ２に沿うように１０回周回している。この励磁コイル３は、図示していないが、磁界発生のための交番電流を供給する電源に接続されている。励磁コイル３には、図２からもわかるように、線束が加熱ローラの回転軸方向と平行かつ直線になっている直線部と、加熱ローラ２の端部に臨む付近で半円状に曲がっている湾曲部が存在する。直線部と湾曲部では発生する磁界の強さが異なるため、励磁コイル３の直線方向の長さは、直線部が加熱ローラ２の長さと略一致するか少し長めとして湾曲部の影響を小さくしている。これは加熱ローラの回転軸方向の発熱を均一にするためである。
【００３７】
消磁コイル１は、励磁コイル３に使用している線束と同一の線束を使用し、図１，２に示すように、加熱ローラ２の両端部付近に臨むように配置されている。この実施形態では、加熱ローラ２の中心から軸方向に沿っておよそ１０５ｍｍより端部側を囲むように励磁コイル３に沿って磁性コア５ｂを囲むように配置されている。これは、追って詳しく説明するが、Ａ４サイズの用紙を定着する際に、消磁コイル１が効率的に加熱ローラ２の端部の非通紙領域を消磁するためである。消磁コイル１は、それぞれ加熱ローラ２表面に沿うように励磁コイル３より少ない６回周回している。消磁コイル１は、励磁コイル３同様、発熱層２１を臨む位置に配置されており、励磁コイル３の周回部内側、且つ加熱ローラ２側に設置して加熱装置全体の大きさを小さくしてある。励磁コイル３と発熱層２１との間もしくは、励磁コイル３と磁性コア５ａとの間に積層させるように形成しても良いが、消磁性能を高めるため、励磁コイル３と加熱ローラ２の間にあることが好ましい。
【００３８】
磁性コア５は、図１に示すように、加熱ローラ２の発熱層２１のおよそ半周面に対向するように励磁コイル３の背後に配置される第一の磁性コア５ａと、第一の磁性コア５ａから消磁コイル１の中央部に伸びている第二の磁性コア５ｂと、励磁コイル３のみの中央部に伸びている第三の磁性コア５ｄと、第一の磁性コア５ａの端部で励磁コイル３を囲むように配置されている第四の磁性コア５ｃとからなっている。これらの磁性コア５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、磁束を効率よく加熱ローラ２の発熱層２１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。なお、図１では明確に示していないが、磁性コア５ａは、湾曲した板状対でも用紙、湾曲した棒状体が複数本簀の子状に配置された形状でもよい。
【００３９】
図３は、消磁コイル１を開閉する消磁用回路を表している。この消磁用回路は、消磁コイル１、スイッチ１１及び消磁電流調整装置１２からなっている。この実施形態では、スイッチ１１としてメカニカルリレーを用いているが、この他、トライアック、ＦＥＴ及びＩＧＢＴなどを利用することもでき、外部磁界の変動に応じて電気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子を設置し、任意のタイミングでの磁気印加もしくは励磁コイルの発生磁界により消磁コイルの電流を変化させる構成など、消磁用回路の開閉を切り替える事ができればどのようなものでもよい。消磁電流調整装置１２は、励磁コイル３によって発生する起電力による消磁電流の大きさや、交番電流の位相の波形や、消磁用回路における励磁コイル３の交番電流との共振挙動を調整するもので、抵抗素子やコンデンサ、インダクタやダイオード素子等の少なくとも一つの素子が接続されているだけでもよく、これらを複数用いた構成にしても良い。また、抵抗値可変型の抵抗素子や、インピーダンス可変型のコンデンサなども好適に利用できる。
【００４０】
加熱部材である加熱ローラ２について、図１を参照にして説明しておく。この実施形態においては、加熱ローラ２は回転軸方向の長さは３２０ｍｍ、外径４０ｍｍで、発熱部材の表面に形成された離型層、発熱部材本体である導電性の発熱層２１、弾性層２２、芯金層２３からなる。各層の位置関係は図1に示すように、離型層、発熱層２１、弾性層２２、芯金層２３の順になっており、ハロゲンランプのヒートローラとは異なっている。なお、図１では離型層は発熱層２１と一体のものとして示している。
【００４１】
発熱層２１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。この実施形態では発熱層には、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した。発熱層は良電導性、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。
【００４２】
加熱ローラ２の最外層である発熱層２１表面には、図１には明示していないが、記録部材上のトナーが付着しないように離型層が形成されている。離型層はＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等のフッ素樹脂、これらの樹脂の混合物、又は、これらの樹脂を耐熱性樹脂に分散させたものを用いればよい。離型層の層厚は、５〜５０μｍ（好ましくは、１０〜３０μｍ）に形成される。これにより、加熱ローラ２上を通過する記録部材やトナー離型性が向上する。
【００４３】
弾性層２２にはフッ素ゴム、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２２により、ニップ領域の幅を増やし、その硬度の調整で排紙方向を制御し、記録部材の分離性能を向上できる。弾性層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２１の熱を断熱保持し、加熱ローラ２表層を迅速に加熱して定着に必要な温度まで迅速に到達させ、記録部材に熱が奪われても熱供給をスムーズに行う。本実施形態では弾性層２２には厚さ７ｍｍの発泡シリコンゴムを使用した。
【００４４】
芯金層２３は、加熱ローラ２全体の支持体であり、ニップ領域を形成するための荷重に対する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。本実施形態では外径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。
【００４５】
（定着装置の加熱動作）
本発明の加熱装置を備えた定着装置の動作は以下の通りである。励磁コイル３に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ程度の高周波交番電流を流すことで、励磁コイル３のループ内に磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。これにより発熱層２１に生じる渦電流でジュール熱が発生し、発熱層２１の表面が加熱される。加熱ローラ２は、図1中の矢印方向に駆動され回転する。同時に加圧ローラ４もニップ部において加熱ローラ２と圧接しながら回転する。このニップ部にトナー像が未定着のまま付着している記録部材Ｐが搬送されてきて、ニップ部で圧接されながら加熱ローラ２の反対側に搬送されていく。この際、加熱ローラ２の発熱層２１の表面の熱により、搬送される記録部材Ｐ上のトナーを加熱圧着して、トナー像を記録部材Ｐ上に定着する。
【００４６】
加熱ローラ２の表層部の発熱層２１で発生した熱は弾性層２２により断熱保持されるため、薄層である表層部の温度は迅速に昇温して、定着装置の立上特性が非常に良好となる。立上特性は加熱ローラ２がトナーを定着するのに必要な温度までの昇温時間の短さを言い、昇温時間が短いほどユーザーにとって使いやすい画像形成装置となる。本実施形態では立上に必要な定着設定温度は、１７０℃であり、１２００Ｗの加熱電力を投入した際の立上時間は１０秒であった。
【００４７】
消磁コイル1により加熱ローラ非通紙部の過昇温を抑制するメカニズムを説明する。図４は、図１の誘導加熱に関する部分を抜き出した加熱調節原理の説明図である。図４（ａ）は、消磁コイル１を含む消磁用回路がオープン状態、すなわちスイッチ１１が開である場合の磁束Ａの様子を矢印で表す。励磁コイル３により発生する磁束Ａは、磁性コア５を経路として発熱層２１を通り、再び磁性コア５に戻る。この時、磁束Ａは発熱層２１を通過する磁気回路を形成する。そのため発熱層２１に誘導電流が流れて発熱層２１はジュール熱により発熱する。このとき消磁コイル１を含む消磁用回路は電気的にオープンであるため、起電力は発生するがこれによる電流が流れず、励磁コイル３の磁束を打ち消すことがないため、消磁コイル１がない領域と同じ加熱を行っていることになる。
【００４８】
図４（ｂ）は消磁コイルがショートの状態、すなわちスイッチ１１が閉である場合の磁束の様子を表す。励磁コイル３により発生する磁束Ａは、消磁コイル１から発生する逆向きの磁束Ｂにより打ち消されて、その分弱い磁束となる。励磁コイル３から発生した磁束は大部分が消磁コイルを貫くため、消磁用二次コイル部には逆起電力が発生するとともにスイッチ１１が閉のため電流が流れて、励磁コイル３の磁束Ａを打ち消す方向に発生した磁束Ｂにより、発熱層２１を誘導加熱する磁束は非常に弱いものとなる。このため、発熱層２１の消磁コイル１を臨む位置には、磁束に見合った弱い誘導電流が流れて、発熱層２１のジュール熱による発熱は小さいものとなる。この場合、詳しくは後述するが、励磁コイル３を含む励磁回路に配置されている消磁電流調整装置１２により発熱層２１のジュール熱による発熱は調整できる。
【００４９】
定着装置に導入する記録部材の幅が、Ａ３サイズの場合は図４（ａ）のように消磁コイル１を作動させないで、加熱ローラ２の端部まで十分発熱させ、Ａ３サイズの記録部材による吸熱に対応させ、Ａ４サイズの場合は図４（ｂ）に示すように消磁回路を閉として消磁コイル１を作動さて、加熱ローラ２の端部は発熱を抑えるようにすればよい。この場合、励磁コイル３を含む消磁回路には、抵抗素子やダイオード素子のような消磁電流調整装置が配備されており、消磁電流を調整できる。この消磁電流調整装置を作動させることにより、発熱層２１に渦電流を誘導しジュール熱を生じさせる磁束の量を調整できる。これにより、発熱層２１の精密な温度調節が可能となる。
【００５０】
さらに、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、消磁コイル１のない加熱ローラ中央部分の断面における磁束を示しており、励磁コイル３が常に作動している。図５（ａ）では励磁コイル３により７本の磁束Ａが発生し、発熱層２１に渦電流を誘導しジュール熱を生じている。一方、加熱ローラ端部の断面図である図５（ｂ）においては、消磁コイル１が作動して、励磁コイル３により発生した７本の磁束Ａのうち３本の磁束（点線の磁束）が消磁コイル１により消去されている。このため、この領域の発熱層２１は、３本の磁束に相当する渦電流を誘導しジュール熱を生じているだけである。この場合も、上述のように消磁電流調整装置により磁束を調整し、発熱層２１の精密な温度調節が可能である。
【００５１】
図５（ｃ）は、図５（ｂ）の消磁コイル１の配置を変更した例であり、この場合も、図５（ｂ）におけると同様発熱の抑制ができる。また、図６に示すように、励磁コイル３と消磁コイル１とを磁性コア５の周辺で分離して配置してもよい。また、図７に示すように加熱装置の本体である励磁コイル３と消磁コイル１と磁性コア５とを、加熱ローラ２の発熱層２１の内側に納めてもよい。このように、加熱装置の本体である励磁コイル３と消磁コイル１と磁性コア５と発熱層２１との配置は、励磁コイル３が発生する磁束を発熱層２１に貫通させ、少なくともその磁束の一部を周回するように消磁コイル１を配置してあればよい。また、磁性コア５は効率よく磁束を消磁コイル１と発熱層２１に貫通させるための構造であればよい。
【００５２】
（消磁電流調整装置と加熱体の温度制御方法）
本発明の加熱装置における消磁コイル１の制御について説明する。図１及び図２で説明したように、本実施形態例では、Ａ４サイズ紙を通紙した場合の非通紙領域に対応する加熱ローラの両端の位置に消磁コイル１組を配置している。この実施形態で処理できる記録用紙の最大幅はＡ３サイズであるため、Ａ３サイズの記録用紙を通紙する際には、消磁コイルを開状態とし、加熱ローラ２の全領域を加熱する。Ａ４サイズの記録用紙を通紙する際には、Ａ４サイズ両端に相当する位置から加熱ローラの端部にかけて配置されている消磁コイル１を閉状態として、加熱ローラの非通紙領域の発熱量を低減させる。このように小サイズ紙を通紙した際の加熱ローラ２の両端部の非通紙領域に対向する位置に、消磁コイル１の組を配置して、消磁回路１１の開閉動作を行うことにより、異なるサイズの記録用紙を通紙したときでも、加熱ローラの回転軸方向の温度分布を適切に制御することができる。
【００５３】
定着装置は図示しない加熱ローラ２表面の温度検出手段を備え、検出温度に従って励磁コイル３への電力投入及び消磁コイル１の開閉や電流量を制御することができる。温度検出装置にはサーミスタでもよいが誘導加熱の影響を受けないようにサーモパイルや赤外線温度センサなど非接触のものを用いることが望ましい。また、温度検出装置は、加熱ローラ２の回転軸方向に沿って複数点の測定ができることが好ましい。特に、想定される記録部材の種類により、通紙領域と非通紙領域となる位置の温度を測定できるようにしておくことが好ましい。消磁電流を段階的又は連続的に調整できる消磁電流調整装置を備えていれば、検出温度に対応して消磁コイル１の電流値を調整でき、さらに精密な温度調節が可能となる。
【００５４】
図８は、この実施形態の加熱装置により加熱された加熱ローラ２の発熱量分布を示している。大サイズ（Ａ３）の記録用紙を通紙する際の発熱量は、加熱ローラの回転軸方向に対して端から端までほぼ同じである。一方小サイズ（Ａ４）の記録用紙を通紙する際は、加熱ローラのＡ４用紙の通紙領域はＡ３用紙の通紙時とほぼ同じ発熱量であるが、加熱ローラ２両端部の非通紙領域は発熱量が落ちている。消磁コイルであまり強く消磁すると、発熱量がさらに下がるだけでなく、消磁磁束がＡ４用紙の通紙領域にまで影響して発熱量を下げてしまう恐れがある。そこで、消磁電流調整装置で消磁コイルの発生電流を調整して加熱ローラの発熱量分布を最適にする。
【００５５】
図９には、この実施形態の定着装置においてＡ４用紙を連続通紙した際の加熱ローラ表面の温度変化を示した。点線は、通紙領域である加熱ローラのほぼ中央部の温度である。通紙開始前も、通紙開始後も励磁コイルへの供給電力量調整により一定に保たれている。一方、実線は加熱ローラの非通紙領域の温度変化を表しており、「消磁コイル無し」は、消磁回路を開にしたままで消磁コイルがない状態を想定した、非通紙領域である加熱ローラの端部の温度である。吸熱する用紙が搬送されてこないため、時間と共に加熱ローラ表面の温度が上がり、この場合、通紙開始１００秒後にはほぼ２２０℃になってしまった。「本実施例」として示した実線は、通紙と同時に消磁コイルを作動させて消磁電流調整装置により加熱ローラ端部の発熱量を制御させた場合である。この場合は、加熱ローラ端部の表面温度は、通紙開始時に一時的に２０℃ほど上昇したが、その後消磁電流調整装置が作動して１０秒後には下がりだし、２０秒後にはほぼ定常値になって安定した。
【００５６】
なお、この場合、非通紙領域の温度が第１の設定温度以上になった時に、消磁コイルを含む消磁回路を閉状態にして加熱を抑制し、第一の設定温度より低い第二の設定温度以下になった時に消磁回路を開にして、消磁コイルを作動させ加熱を開始する制御をしている。ここでは第二の設定温度を定着設定温度の１７０℃、第一の設定温度を定着設定温度よりも２０℃高い１９０℃とした。連続通紙が始まると、通紙域の温度は定着設定温度である１７０℃を維持するように制御される。そのため、記録用紙に熱が奪われない非通領域の温度が上昇するため、従来の消磁コイルが作動しない定着装置では昇温しつづけて部材が破損してしまうおそれがある。本発明の定着装置では、端部温度が第二の設定温度である１９０℃に達した時点で、消磁回路を閉状態にして消磁コイル作動させ発熱を抑制するため、ローラ温度が均一に保たれることがわかる。なお、実際の画像形成装置においては、非通紙領域の温度が下がりすぎて１７０℃を下回れば、消磁回路を開としたり、消磁電流調整装置を作動させたりして１７０℃以上に保っておくことが好ましい。このようにしておけば、通紙領域への影響がほとんどない。また、いつでもＡ３用紙に切り替えて通紙できる。
【００５７】
通常、加熱ローラへの熱供給量は、定着装置の運転状況や運転環境の変化に対応して変更する必要がある。この場合、加熱装置の励磁コイルへの印加電力の周波数を変更して加熱ローラへの熱供給量を調整する。ところが、励磁コイルへの印加電力の周波数等の条件によっては消磁コイルに流れる電流が大きくなりすぎ、消磁コイル自体の温度が上がりすぎてコイルの線材の耐熱温度を超えてしまったり、回路をオープン・クローズ制御するスイッチ素子の許容電流を超えてしまったりする。また、消磁コイルによる発熱抑制効果を大きくなりすぎると非通紙部の温度が低下しすぎることもある。これに対し、従来の消磁電流調整装置を備えていない電磁誘導加熱方式の加熱装置では、消磁回路のオープン・クローズを制御するスイッチを頻繁にオン／オフして、消磁コイルの温度上昇を抑えたり、非通紙部の加熱部温度を所定値に保持したりしていた。消磁回路のスイッチを頻繁にオン／オフしすぎると、スイッチの機械的故障や発熱の恐れが増加する。本発明においては、このような課題を、消磁コイル側に消磁電流調整装置を設置することで解決することで解決している。
【００５８】
本発明においては、消磁回路のスイッチを頻繁なオン／オフに頼らなくても、消磁電流調整装置として、例えば抵抗素子、ダイオード素子、コンデンサなどを設けることで、消磁用電流を調整しスイッチやコイル線材などの許容電流及び発熱による破損を防ぐことが可能である。消磁電流調整装置１２の実施形態例を消磁回路例（１）〜（６）として図１０〜１３，１５，１６に示して説明する。
【００５９】
図１０は、消磁電流調整装置１２として、抵抗素子１３を備えた消磁回路である。これまで説明してきた加熱装置では消磁コイルを６巻きとしたが、この場合、消磁電流調整装置を備えず消磁コイル１とスイッチ１１を直接接続して、スイッチ１１を閉として消磁コイル１を作動させると、約３０Ａの電流が流れてしまう。そして、温度抑制効果が十分高いことがわかった。しかし、消磁回路中の配線や消磁コイル１、スイッチ１１に大電流が流れるためジュール熱が発生し、回路全体が加熱してしまうことがある。このため、消磁電流調整装置１２として０．２Ωの抵抗素子１３を加えることで、消磁コイル１を作動させて温度抑制したときの電流を抑えることができ、消磁コイル１の温度上昇とスイッチ１１の許容電流を低減することが可能となる。さらに、抵抗素子１３を可変タイプの抵抗素子としておけば、スイッチ１１のオンオフ制御に比べ回路に流れる電流を小さい状態で制御し易い。また、各種の用紙サイズに対してもきめ細かい温度制御ができる。
【００６０】
消磁電流調整装置１２としてとして、ダイオード素子を備えた消磁回路例（２）を図１１に示す。ダイオード素子１４は、励磁コイル３の交番電流による消磁コイル１の誘導電流を半波整流することができる。このため抵抗素子と同じように非通紙部の温度抑制効果を調整することができる。図１１（ａ）はダイオード素子１４による消磁回路図、図１１（ｂ）はこの消磁回路において励磁コイル３に印加されている励磁電流の波形、図１１（ｃ）はこの消磁回路を作動させた場合に発生した消磁電流の波形を示している。また、図１２に示す消磁回路例（３）のように２つのダイオード素子１４ａ，１４ｂ及びスイッチ１４ｃの組み合わせにより半波整流を任意の条件で全波整流に調整する消磁回路構成にしてもよい。この場合は、消磁電流調整装置１２は、消磁回路に流れる電流値を断続的に複数の値に調整することができる。
【００６１】
図１３には、消磁電流調整装置１２としてとしてコンデンサ１５を備えた消磁回路例（４）を示す。この消磁回路例において、コンデンサ容量を３μＦから１０、３０、１００μＦまで変更した場合の消磁コイルに流れる誘導電流の周波数特性を図１４に示した。図中、縦点線は周波数２０ｋＨｚの位置であるが、この周波数においてはコンデンサ容量が３μＦから１０、３０、１００μＦまで増加すると、消磁回路中を流れる電流が増えている様子がわかる。この際、特定のコンデンサ容量の時にピークを持ち、最終的には一定の電流値に落ち着いている。
【００６２】
このことは、適切な容量のコンデンサを消磁回路に備えることで、消磁コイルとコンデンサとのＬＣ共振を発生させることができることを意味し、漏れ磁束が大きい励磁コイル１と消磁コイル３の構成でも、消磁コイル３に大きな電流を流して大きな温度抑制効果を得ることができることを表している。
【００６３】
本図１３に示した消磁回路例（４）ではコンデンサ容量を５μＦとしてＬＣ共振を発生させたが、励磁コイルへの印加電力の周波数、励磁コイル及び消磁用コイルやコア形状によって適切な値が異なり、消磁電流調整装置１２に、さらに図１５に示す消磁回路例（５）の様に調整用のコイル１６を設けてＬＣ共振回路を形成してもよい。
【００６４】
また、消磁回路側でＬＣ共振する構成の場合、励磁コイルの周波数変動が大きく特性に影響するため、図１６に示す消磁回路例（６）の様に、消磁電流調整装置１２に抵抗素子をコンデンサと同時に設けることでピーク時の消磁電流を抑えて、周波数変動への感度を抑えて対応性を向上させることができる。図１６には、横軸に周波数、縦軸に消磁コイルの誘導電流とし、抵抗素子の抵抗値を変えた場合の消磁回路の周波数特性を示す。抵抗値が大きいと消磁電流のピークが小さくなり、励磁コイルの周波数が変動（横軸方向に移動）した場合に、電流値の変動（各曲線上の消磁電流の変動）が小さくなり安定性が高まることが解る。
【００６５】
消磁回路例（４），（５），（６）において消磁電流調整部１２においてコンデンサ１５のインピーダンス、コイル１６のインダクタンスや抵抗素子１３の抵抗値を変更可能な構成として、励磁コイル３への印加電力の周波数の変更に応じて、消磁回路に発生する電流を調整可能とすることができる。誘導加熱装置は、印加電力を変更するために励磁コイル３の駆動周波数が２０ｋＨ〜３０ｋＨ程度で可変としていることが多い。このため、特に、消磁電流調整装置１２においてＬＣ共振を用いて消磁コイル１の温度抑制効果を発生させるだけの構成では、励磁コイル３の駆動周波数変更の温度抑制効果への影響が大きくなってしまうことがある。これに対し、駆動周波数が変更されるのに応じて抵抗値やコンデンサ容量等を切替え、もしくは連続的に変更することで常に適正な温度抑制効果を確保することができる。
【００６６】
また、加熱ローラの温度の影響や投入電力の変更による励磁コイルの駆動周波数の変更で、励磁コイルのインダクタンスやインピーダンスが変わった場合にもこれら画像形成装置の状態や稼働条件を検知し、検知した情報に応じて共振や温度抑制に適正な消磁電流調整装置１２中のコンデンサ等の素子の特性を調整できる。この場合、例えば図１３の様にコンデンサ素子の特性を変更することによる消磁回路の共振周波数の変化範囲が、励磁回路の周波数を含まないことが望ましい。これは消磁回路の共振周波数では消磁電流が大きくなりすぎるとともに、励磁回路の励磁電流が極端に小さくなり加熱動作が不能になることを避けるためである。
【００６７】
励磁コイルと消磁コイルの磁束経路には空間があるため漏洩磁束の発生は避けられず、小さな消磁コイルで消磁効果を十分大きくするためには、励磁コイルと消磁コイルの磁束路に磁性コアを設置して結合を高めたり、共振型の消磁回路を設けたりすることは好都合である。また、共振型の消磁回路のピーク電流を低減することで共振周波数帯域を広げて、励磁コイルの周波数誤差に対する消磁効果の変動を抑えることもできる。
【００６８】
これまで説明した消磁回路例においては、励磁コイルの両端部に設置した消磁コイルのそれぞれに消磁用回路を備えていることを前提にしていたが、両端部の消磁コイルを電気的に接続して一つの消磁回路を形成する構成としても良い。現実の定着装置における小サイズの用紙の定着の際は、対となる一組の消磁コイルはほぼ同時に開閉されるためで、消磁回路の個数を減らす事ができ、加熱装置の低コスト化及び小型化が図れる。
【００６９】
なお、消磁コイルは、それぞれ片側に一つずつとして説明したが、片側に複数の消磁コイルを配置し、複数の消磁回路を設けることにより加熱ローラの温度調節をより精密に行うこともできる。
【００７０】
（定着装置）
上述の加熱装置を備えた本発明の定着装置は、図１に示すように従来の電磁誘導方式の加熱装置を備えた定着装置と類似の構成をしているが、消磁回路中に図３に示すような消磁電流調整装置を設けることにより、消磁コイルを小さくできコンパクトで熱の利用効率が高く、加熱温度のコントロールが容易であり、特にサイズの異なる記録部材をそれぞれ連続的に通紙しても良好な定着操作が可能である。なお、定着装置における加熱部材として加熱ローラを例に説明してきたが、加熱ローラ以外の加熱部材を用いてもよい。例えば、加熱ベルト方式の定着装置においては、加熱ベルトを加熱ローラと同じように加熱部材として電磁誘導加熱することもできるし、加熱ベルトを加熱するセラミックヒータの代わりに本発明に係る加熱部材を用いてもよい。
【００７１】
（画像形成装置）
図１８には、本発明の画像形成装置の断面図を示す。この画像形成装置は、その全体が上部と下部とから構成されている。上部には図示しない原稿読み取り装置を有し、その下方に作像ユニットを有し、さらに下部には、記録部材Ｐが載置された用紙供給部４０を有する。作像ユニットは、像担持体の一例であるドラム状感光体４１を有している。この感光体４１のまわりには、矢印方向の順に、帯電装置４２、露光手段のミラー４３、現像装置４４、転写部において記録部材Ｐとしての転写紙に顕像画像を転写する転写装置４８、感光体４１の周面に摺接するブレードを有したクリーニング装置４６などが配置されている。感光体４１上には帯電装置４２と現像装置４４との間にミラー４３を介して露光Ｌｂが走査されるようになっている。転写部４７の搬送経路上流側にはレジストローラ４９が設けられている。このレジストローラ４９に向けて、搬送ガイドに案内されて給紙トレイ４０に収納された記録部材Ｐが送り出される。転写部４７の下流には、本発明の定着装置２０が配置されている。この定着装置２０には、本発明の加熱装置３０が備えられている。定着装置２０でトナー像が定着された記録部材Ｐは、排紙トレイに排出される。
【００７２】
この画像形成装置において、画像形成は次のようにして行われる。感光体４１が回転を始め、この回転中に感光体４１が暗中において帯電装置４２により均一に帯電され、露光光Ｌｂが露光部１５０に照射、走査されて作成すべき画像に対応した潜像が形成される。この潜像は感光体４１の回転により現像装置４４に移動してきて、ここでトナーにより顕像化されてトナー像が形成される。一方、給紙トレイ上の記録部材Ｐが、破線で示す搬送経路を経てレジストローラ４９の位置に給紙され、ここで一旦停止し、感光体４１上のトナー像と転写部４７で画像位置が合致するように送り出しのタイミングを待つ。その後、記録部材Ｐは、感光体４１の動きに同期してレジストローラ４９から送り出され、転写部４７に向けて搬送される。感光体４１上のトナー像は、転写部４７で転写装置４８による電界により記録部材Ｐ上に転写される。トナー像を転写された記録部材Ｐは、定着装置２０に向けて送り出され、トナー像が定着装置２０を通過する間にトナー像が定着されて排紙部に排紙される。また、この画像形成装置は自動両面装置３９へ排紙された記録部材Ｐは自動両面装置３９でスイッチバック反転され、レジストローラ４９の手前の搬送経路に搬送されることで、記録部材Ｐの両面に画像形成をすることができる。一方、転写部４７で転写されずに感光体４１上に残った残留トナーは感光体４１の回転と共にクリーニング装置４６に至り、クリーニング装置４６を通過する間に清掃されて次の画像形成に備えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の定着装置の断面図
【図２】本発明の加熱装置の例（１）のコイル配置図
【図３】消磁用回路
【図４】加熱原理の説明図（ａ）はスイッチ開状態、（ｂ）はスイッチ閉状態
【図５】消磁コイルの効果説明図（ａ）は消磁コイルなし、（ｂ）は消磁コイル内側、（ｃ）は消磁コイル外側
【図６】コイルの配置（２）
【図７】コイルの配置（３）
【図８】定着ローラの発熱量分布
【図９】定着ローラの温度変化
【図１０】消磁回路例（１）
【図１１】消磁回路例（２）（ａ）は回路図、（ｂ）は励磁電流波形、（ｃ）は消磁電流波形
【図１２】消磁回路例（３）
【図１３】消磁回路例（４）
【図１４】消磁回路例（４）における消磁電流
【図１５】消磁回路例（５）
【図１６】消磁回路例（６）
【図１７】消磁回路例（６）における消磁電流
【図１８】本発明の画像形成装置の概略構成図
【符号の説明】
【００７４】
１：消磁コイル
２：加熱ローラ（定着ローラ）    ２１：発熱層    ２２：弾性層    ２３：芯金
３：励磁コイル
４：加圧ローラ
５：磁性コア                  ５ａ：第一の磁性コア        ５ｂ：第二の磁性コア
５ｃ：第四の磁性コア          ５ｄ：第三の磁性コア
６：コイル抑え部材
１１：スイッチ
１２：消磁電流調整装置
１３：抵抗素子
１４，１４ａ，１４ｂ：ダイオード素子      １４ｃ：ダイオード素子回路用スイッチ
１５：コンデンサ
１６：コイル
２０：定着装置                ３０：加熱装置            ３９：自動両面装置
４０：用紙トレイ              ４１：感光体              ４２：帯電装置
４３：ミラー                  ４４：現像装置            ４６：クリーニング装置
４７：転写部                  ４８：転写装置            ４９：レジストローラ
１５０：露光部                  Ｐ：記録部材            Ｌｂ：露光
【図１】
2008185991.tif 000003
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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