(57)【要約】【課題】省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱すると共に、簡単な構成で用紙の幅に応じて定着ローラに加熱処理を施すこと。【解決手段】用紙上のトナーを定着する定着ローラ１０９を加熱する方式としてＩＨ方式を採用すると共に、定着ローラ１０９の周面のうち中央領域のみ加熱可能な第１コイル２０６と全領域を加熱可能な第２コイル２０７とを備え、定着処理を施す用紙の紙幅に応じて加熱する定着ローラ１０９の周面を制御する。【選択図】　　　図２
2004045635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周面を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの全領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記全領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備することを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイルの巻き方向とが直交することを特徴とする請求項１記載の加熱装置。
【請求項３】
周囲を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの周囲の所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの周面のうち前記第１コイルが配置されていない一方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイル及び他方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第３コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記両方の端部領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備することを特徴とする加熱装置。
【請求項４】
前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイル及び前記第３コイルの巻き方向とが直交することを特徴とする請求項３記載の加熱装置。
【請求項５】
前記所定領域は中央領域であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の加熱装置。
【請求項６】
周面を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの全領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記全領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイルの巻き方向とが直交することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
周囲を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの周囲の所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの周面のうち前記第１コイルが配置されていない一方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイル及び他方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第３コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記両方の端部領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイル及び前記第３コイルの巻き方向とが直交することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記所定領域は中央領域であることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁誘導加熱方式を用いた加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタの定着ユニットに備えられた定着ローラの加熱装置においては、定着ローラ内部にハロゲンヒータを配置し、このハロゲンヒータを通電することで定着ローラを内面から加熱する方式が一般的に採用されている。しかしながら、この方式を用いた場合には、ハロゲンヒータから放射される光を定着ローラの内壁で輻射熱として利用しているため、定着ローラが十分に加熱するまでに時間がかかるという問題が生じていた。
【０００３】
また、この方式では、利用者がプリント要求を行ってからプリント終了までの待ち時間を短縮するために、プリントしていない状態においてもハロゲンヒータを常時予備加熱している。このため、本来プリントに使われるエネルギーに対して遙かに大きなエネルギーを消費し、プリント要求に備えている。
【０００４】
一方、近年、省エネルギー指向の高まりにより、予備加熱の必要がなく短時間で加熱することのできる定着ユニットとして、電磁誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｈｅａｔｉｎｇ　：ＩＨ）を用いた加熱方式（以下、「ＩＨ方式」という）を用いたものが研究されている。
【０００５】
このＩＨ方式を用いたものとして、例えば、特開昭５９−３３７８７号公報では、ローラ本体内に同心状に配置した円筒状ボビンの外周に、誘導コイルを螺旋状に巻装した高周波誘導加熱ローラが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の技術を用いた場合には、例えば、紙幅の狭いハガキ等の用紙を通した場合、ローラのうち、用紙が通る部分のみ温度が低下する事態が生じ得る。このように温度が低下した部分の温度を補うため、上述の技術ではローラ全体を加熱する。このため、ローラのうち、用紙が通らない端部の温度が過度に上昇してしまう問題が生じていた。
【０００７】
この問題を解決するため、例えば、特開平８−１６００６号公報では、磁場発生手段を被加熱材（紙）の搬送方向と交差する方向において分割配置することで、被加熱材が通過しない部分の温度が過度に上昇するのを防止する加熱装置が提案されている。
【０００８】
しかしながら、この加熱装置においては、複数個のコイルを同方向に近接して配置する構成を採るため、コイル間における相互誘導作用に起因する問題が生じ得る。すなわち、通電しているコイルの近傍に通電していないコイルが有った場合、通電していないコイルにも相互誘導作用により大きな電流が発生する事態が生じる。このように発生した電流によって交流電流発生回路を破損しまうという問題が生じ得る。
【０００９】
交流電流発生回路の破損を回避するためにリレー等を用い、加熱しないコイルの回路を開く方法も考えられる。ただし、この方法を用いた場合には最大十数アンペアという著しく大きな定格のリレーが必要になり、コスト面や実装スペースにおける制約から実現は困難である。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱すると共に、簡単な構成で用紙の幅に応じて定着ローラに加熱処理を施すことができる加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、用紙上のトナーを定着する定着ローラを加熱する方式としてＩＨ方式を採用すると共に、定着ローラの周面のうち所定領域のみ加熱可能な第１コイルと全領域を加熱可能な第２コイルとを備え、定着処理を施す用紙の紙幅に応じて加熱する定着ローラの周面を制御するようにしたものである。
【００１２】
これによれば、第１コイル及び第２コイルとの間で電流を流すコイルを切り替えることで、定着ローラの発熱する領域を所定領域と全領域との間で切り替えることができるので、定着ローラの周面のうち必要な部分のみを加熱することができる。これにより、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの端部が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様に係る加熱装置は、周面を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの全領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記全領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備する構成を採る。
【００１４】
この構成によれば、第１コイル及び第２コイルとの間で電流を流すコイルを切り替えることで、定着ローラの発熱する領域を所定領域と全領域との間で切り替えることができるので、定着ローラの周面のうち必要な部分のみを加熱することができる。これにより、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの前記所定領域以外の領域が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。
【００１５】
また、第１コイルと第２コイルとの間には導電素材で構成された定着ローラが存在することとなるため、双方のコイルに電流を流すことで発生する交番磁界は、互いに定着ローラを通過する際に著しく減衰する。したがって、複数個のコイルを用いた場合であっても相互誘導の問題を抑制することができる。さらに、定着ローラという既存の部材によってコイル間の相互誘導の発生を抑えるので、部品点数を増加させることなく安価に交流発生回路の破損を回避できる。
【００１６】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る加熱装置において、前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイルの巻き方向とが直交する構成を採る。
【００１７】
この構成によれば、一方のコイルに電流を流していない状態としても相互誘導の問題は発生し難い状態とすることができ、相互誘導の問題を実用上支障のないレベルにまで抑制することができる。
【００１８】
本発明の第３の態様に係る加熱装置は、周囲を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの周囲の所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの周面のうち前記第１コイルが配置されていない一方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイル及び他方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第３コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記両方の端部領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備する構成を採る。
【００１９】
この構成によれば、第１コイルと第１から第３の全コイルとの間で電流を流すコイルを切り替えることで、定着ローラの発熱する領域を所定領域と全領域との間で切り替えることができるので、定着ローラの周面のうち必要な部分のみを加熱することができる。これにより、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの前記所定領域以外の領域が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。
【００２０】
また、第１コイルと第２コイル及び第３コイルとの間には導電素材で構成された定着ローラが存在することとなるため、双方のコイルに電流を流すことで発生する交番磁界は、互いに定着ローラを通過する際に著しく減衰する。したがって、複数個のコイルを用いた場合であっても相互誘導の問題を抑制することができる。さらに、定着ローラという既存の部材によってコイル間の相互誘導の発生を抑えるので、部品点数を増加させることなく安価に交流発生回路の破損を回避できる。
【００２１】
本発明の第４の態様は、第３の態様に係る加熱装置において、前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイル及び前記第３コイルの巻き方向とが直交する構成を採る。
【００２２】
この構成によれば、いずれかのコイルに電流を流していない状態としても相互誘導の問題は発生し難い状態とすることができ、相互誘導の問題を実用上支障のないレベルにまで抑制することができる。
【００２３】
本発明の第５の態様は、第１の態様から第４のいずれかの態様に係る加熱装置において、前記所定領域は中央領域としている。
【００２４】
この構成によれば、紙幅の狭いハガキ等の用紙を定着ローラの中央領域に通した場合、第１コイルにより定着ローラの周面のうち中央領域のみを加熱することができるので、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの端部が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。
【００２５】
本発明の第６の態様に係る画像形成装置は、周面を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの全領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記全領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備する構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、第１コイル及び第２コイルとの間で電流を流すコイルを切り替えることで、定着ローラの発熱する領域を所定領域と全領域との間で切り替えることができるので、定着ローラの周面のうち必要な部分のみを加熱することができる。これにより、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの前記所定領域以外の領域が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。
【００２７】
また、第１コイルと第２コイルとの間には導電素材で構成された定着ローラが存在することとなるため、双方のコイルに電流を流すことで発生する交番磁界は、互いに定着ローラを通過する際に著しく減衰する。したがって、複数個のコイルを用いた場合であっても相互誘導の問題を抑制することができる。さらに、定着ローラという既存の部材によってコイル間の相互誘導の発生を抑えるので、部品点数を増加させることなく安価に交流発生回路の破損を回避できる。
【００２８】
本発明の第７の態様は、第６の態様に係る画像形成装置において、前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイルの巻き方向とが直交する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、一方のコイルに電流を流していない状態としても相互誘導の問題は発生し難い状態とすることができ、相互誘導の問題を実用上支障のないレベルにまで抑制することができる。
【００３０】
本発明の第８の態様に係る画像形成装置は、周囲を導電素材で構成した定着ローラと、前記定着ローラの周囲の所定領域に対応して前記定着ローラの外部に配置された第１コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記所定領域を発熱させる第１磁界発生手段と、前記定着ローラの周面のうち前記第１コイルが配置されていない一方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第２コイル及び他方の端部領域に対応して前記定着ローラの内部に配置された第３コイルに電流を流すことで生じる磁場を作用させて前記定着ローラの導電素材に発生する渦電流により前記両方の端部領域を発熱させる第２磁界発生手段と、を具備する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、第１コイルと第１から第３の全コイルとの間で電流を流すコイルを切り替えることで、定着ローラの発熱する領域を所定領域と全領域との間で切り替えることができるので、定着ローラの周面のうち必要な部分のみを加熱することができる。これにより、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの前記所定領域以外の領域が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。また、第１コイルと第２コイルとの間には導電素材で構成された定着ローラが存在することとなるため、双方のコイルに電流を流すことで発生する交番磁界は、互いに定着ローラを通過する際に著しく減衰する。したがって、複数個のコイルを用いた場合であっても相互誘導の問題を抑制することができる。さらに、定着ローラという既存の部材によってコイル間の相互誘導の発生を抑えるので、部品点数を増加させることなく安価に交流発生回路の破損を回避できる。
【００３２】
本発明の第９の態様は、第８の態様に係る画像形成装置において、前記第１コイルの巻き方向と前記第２コイル及び前記第３コイルの巻き方向とが直交する構成を採る。
【００３３】
この構成によれば、いずれかのコイルに電流を流していない状態としても相互誘導の問題は発生し難い状態とすることができ、相互誘導の問題を実用上支障のないレベルにまで抑制することができる。
【００３４】
本発明の第１０の態様は、第６の態様から第９のいずれかの態様に係る画像形成装置において、前記所定領域は中央領域としている。
【００３５】
この構成によれば、紙幅の狭いハガキ等の用紙を定着ローラの中央領域に通した場合、第１コイルにより定着ローラの周面のうち中央領域のみを加熱することができるので、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの端部が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。
【００３６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置の感光体周辺の構成を示す概略構成図である。感光体１０１の周辺には、感光体１０１を帯電させる帯電ローラ１０２と、ポリゴンミラー等を介して感光体１０１の所定位置にレーザー光を照射させるレーザー回路１０３と、レーザー光が照射して表面電位が低下した部分に現像剤であるトナー（Ｔ）を付着させる現像器１０４と、感光体１０１の表面上に付着したトナー（Ｔ）を搬送される用紙１０５に転写させる転写ローラ１０６と、用紙１０５への転写後に感光体１０１の表面に残る廃トナーを除去するクリーニングユニット１０７とが配置されている。
【００３８】
トナー（Ｔ）が転写された用紙１０５の搬送先に、本実施の形態に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が配置されている。定着ユニット１０８は、定着ローラ１０９と、定着ローラ１０９に対向配置された加圧ローラ１１０と、を備えている。定着ローラ１０９が用紙１０５の記録面に熱を加え、加圧ローラ１１０が用紙１０５を定着ローラ１０９との間で押圧することによりトナー（Ｔ）が用紙１０５に定着する。
【００３９】
本実施の形態に係る加熱装置としての定着ユニット１０８が備える定着ローラ１０９は、電磁誘導加熱方式（ＩＨ方式）を採用している。これは磁界発生手段、例えば、磁性体である芯材（コイルベース）とコイルを組み合わせることによって発生する磁場を励磁回路で変化させ、その磁場内に配置された導電部材（誘導磁性材、磁界吸収導電材）の中の導電層に渦電流を発生させるものである。この渦電流が導電層の電気抵抗によって熱（ジュール熱）に変換され、結果的に被加熱材に密着する導電部材のみが発熱する加熱方式であり、熱効率に優れている。
【００４０】
即ち、変動する磁界が導電部材中を横切るとき、その磁界の変化を妨げる磁界を発生させるように導電部材の導電層には渦電流が発生する。この渦電流が導電部材の導電層の表皮抵抗により、表皮抵抗に比例した電力で導電部材の導電層を発熱させる。このように導電部材の表層近くを直接発熱させるので、導電部材の熱伝導率、熱容量によらず急速に加熱できるという利点がある。これにより、結果として省エネルギー性・高速性に優れた加熱装置が実現される。
【００４１】
定着ユニット１０８において、定着ローラ１０９及び加圧ローラ１１０を収納する筐体は、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動のシールド部材としての機能を有する。このシールド部材は、鉄やフェライト等の透磁率の高い素材で構成される。このシールド部材により、電磁誘導加熱を行う場合に生じる電界・磁界の変動が装置外部に与える影響が除去される。
【００４２】
トナー（Ｔ）が転写された用紙１０５が定着ユニット１０８に進入する位置、並びに定着ユニット１０８から用紙１０５が排出される位置に、それぞれシールド部材の一部を構成するシャッター１１１及び１１２が設けられている。それぞれのシャッター１１１及び１１２にはソレノイド１１３及び１１４が連結されている。ソレノイド１１３及び１１４が一端を図中矢印方向に引き付け又は解放することで、一定位置間をシャッター１１１及び１１２が移動する。これにより、定着ユニット１０８内における用紙１０５の搬送路が解放又は遮断される。
【００４３】
シャッター１１１は、その一端をソレノイド１１３によって引き付けられると、定着ユニット１０８の内側の一定位置まで移動し、用紙１０５のガイドとして機能する。このように電磁誘導加熱を行う場合の装置外部への影響を除去するためのシャッター１１１に用紙１０５のガイドとしての機能を備えさせている。これにより、定着ユニット１０８の部品点数を削減することができる。
【００４４】
本実施の形態の加熱装置が備える定着ローラ１０９の構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本加熱装置が備える定着ローラ１０９の周辺の構成を示す斜視図であり、図３は、定着ローラ１０９の周辺の構成を示す側断面図である。なお、図２においては、説明の便宜上、内部構造を一部露出した状態について示している。
【００４５】
図２及び図３に示すように、定着ローラ１０９は、定着ユニット１０８の筐体に軸受け２０１を介して回転自在に支持されている。その一端には、図示しない駆動ギヤに噛合するギヤ２０２が設けられている。
【００４６】
定着ローラ１０９の周面は、例えば、鉄などの導電性の素材で構成された発熱パイプ２０３から構成され、その表面に弾性層２０４を有する。弾性層２０４の表面の上方近傍であって、中央領域に磁性体であるコイルベース２０５が配置されている。コイルベース２０５は、同図に示すように、発熱パイプ２０４の周面に対して水平になるように設けられている。
【００４７】
このコイルベース２０５の側面に第１コイル２０６が巻回されている。このため、第１コイル２０６の巻き方向は、定着ローラ１０９の回転方向と直交する方向である。第１コイル２０６は、発熱パイプ２０３の周面のうち、中央領域の部分に対応する位置に配置されている。このコイルベース２０５及び第１コイル２０６が第１磁界発生手段として機能する。
【００４８】
発熱パイプ２０３の内側に同心状にコイルベース（コイルボビン）３０１（図３参照）が設けられている。このコイルベース３０１に第２コイル２０７が巻回されている。このため、第２コイル２０７の巻き方向は定着ローラ１０９の回転方向と同一方向である。第２コイル２０７は、発熱パイプ２０３の軸方向の略全域に渡って配置されている。このコイルベース３０１と第２コイル２０７が第２磁界発生手段として機能する。
【００４９】
なお、コイルベース３０１は、図３に示すように、定着ユニット１０８の周囲に配置された画像形成装置の筐体で成るコイルベース支持部材３０２に支持されている。
【００５０】
図４は、このような定着ローラ１０９周辺の構成を示す断面図である。第２コイル２０７を巻回したコイルベース３０１の内側には磁性体を含むコア部材４０１が配置されている。
【００５１】
このように配置された第１コイル２０６及び第２コイル２０７に電流を流すと、第１コイル２０６及び第２コイル２０７の周辺に図５及び図６に示すような交番磁界が発生する。図５は、本加熱装置が備える定着ローラ１０９の周辺に発生する交番磁界を説明するための斜視図であり、図６は、定着ローラ１０９の周辺に発生する交番磁界を説明するための断面図である。
【００５２】
第１コイル２０６及び第２コイル２０７は、この交番磁界が発熱パイプ２０３を横切る位置に配置されている。具体的には、図５及び図６（ａ）に示すように、第１コイル２０６に電流を流すことで発生する交番磁界が発熱パイプ２０３を周面から横切る一方、図５及び図６（ｂ）に示すように、第２コイル２０７に電流を流すことで発生する交番磁界が発熱パイプ２０３を側面から横切る位置に、第１コイル２０６及び第２コイル２０７が配置されている。
【００５３】
このような交番磁界が横切る際に発熱パイプ２０３内に渦電流が発生し、この渦電流により発熱パイプ２０３が急速に加熱される。具体的には、第１コイル２０６に電流を流すことで発生する交番磁界によって発熱パイプ２０３の周面の中央領域が加熱される一方、第２コイル２０７に電流を流すことで発生する交番磁界によって発熱パイプ２０３の周面の全体が加熱される。
【００５４】
本実施の形態の加熱装置としての定着ユニット１０８は、このような構成を備え、第１コイル２０６又は第２コイル２０７に流す電流を切り替える。これにより、発熱パイプ２０３の周面における加熱領域を制御する。
【００５５】
例えば、ハガキ等の紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合には、第１コイル２０６にのみ電流を流す。これにより、第１コイル２０６に対応した発熱パイプ２０３の周面のうち、中央領域のみを加熱させることができる。
【００５６】
一方、通常の幅の広い用紙に定着処理を施す場合には、第２コイル２０７にのみ電流を流す。これにより、第２コイル２０７に対応した発熱パイプ２０３の周面のうち、全領域を加熱させることができる。
【００５７】
このように実施の形態１の加熱装置によれば、定着ローラ１０９を加熱する方式としてＩＨ方式を採用すると共に、発熱パイプ２０３の周面のうち中央領域のみ加熱可能な第１コイル２０６と全領域を加熱可能な第２コイル２０７とを備え、定着処理を施す用紙の紙幅に応じて発熱パイプ２０３の周面を加熱する。第１コイル２０６及び第２コイル２０７との間で電流を流すコイルを切り替えることで、発熱パイプ２０３の発熱する領域を中央領域と全領域との間で切り替えることができるので、定着ローラ１０９の周面のうち必要な部分のみを加熱することができる。これにより、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラ１０９の端部が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラを急速に加熱することができる。
【００５８】
特に、本実施の形態の加熱装置では、第１コイル２０６を発熱パイプ２０３の周面の外部に配置する一方、第２コイル２０７を発熱パイプ２０３の周面の内部に配置している。このため、第１コイル２０６と第２コイル２０７との間には発熱パイプ２０３が存在することとなるため、双方のコイルによって発生する交番磁界は、互いに発熱パイプ２０３を通過する際に著しく減衰する。したがって、複数個のコイルを用いた場合における相互誘導の問題を抑制することができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態の加熱装置では、第１コイル２０６及び第２コイル２０７のそれぞれの巻き方向が直交するように設定している。このため、一方のコイルを通電していない状態としても相互誘導の問題は発生し難い。したがって、本実施の形態の加熱装置においては、相互誘導の問題を実用上、支障のないレベルにまで抑制することができる。
【００６０】
尚、本実施の態様では、第１コイル２０６を、発熱パイプ２０３の周面のうち、中央領域の部分に対応した位置に配置した例を説明したが、この態様に限られるものではなく、例えば図７に示すように第１コイル２０６を、発熱パイプ２０３の周面のうち、一方の端部領域の部分に対応した位置に配置してもよい。
【００６１】
また、本実施の態様とは逆に、図８及び図９に示すように第１コイル２０６を、発熱パイプ２０３の周面の全領域に対応した位置に配置し、第２コイル２０７を、発熱パイプ２０３の周面のうち、一部の領域に対応した位置に配置したり、第２コイル２０７の位置を一方の端部に配置してもよい。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、発熱パイプ２０３の内側に配置された第２コイル２０７がコイルベース３０１に巻回された態様について説明しているが、この態様に限られるものでなく、図１０〜図１３に示すように、発熱パイプ２０３の内側の第２コイル２０７を第１コイル２０６のような態様でコイルベース３０１の周面の一部に配置して実現してもよい。
【００６３】
（実施の形態２）
図３に示すように実施の形態１に係る加熱装置が、第２コイル２０７を発熱パイプ２０３の内部全域に配置したのに対し、実施の形態２に係る加熱装置は、発熱パイプ２０３内のコイルを第１コイル２０６が加熱する領域以外の部分に配置する点で相違する。
【００６４】
図１４は、実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラ１０９の周辺の構成を示す側断面図である。図１４において、それぞれ図３と同一の符号を付したものは、同様の構成であるものとし、その説明を省略する。
【００６５】
図１４に示すように、実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラ１０９は、第１コイル２０６が配置された領域以外の部分に対応する発熱パイプ２０３の内側に第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２を備える。コイルベース３０１は、それぞれ第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２に対応した部分まで延びている。このコイルベース３０１、第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２が第２磁界発生手段として機能する。
【００６６】
なお、実施の形態２に係る加熱装置において、各コイルに電流を流すことで発生する交番磁界は、実施の形態１の加熱装置と同様となるため、その説明を省略する。
【００６７】
実施の形態２の加熱装置は、このような構成を備え、第１コイル２０６、並びに、第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２に流す電流を切り替える。これにより、発熱パイプ２０３の周面における加熱領域を制御する。
【００６８】
例えば、ハガキ等の幅の狭い用紙に定着処理を施す場合には、第１コイル２０６にのみ電流を流す。これにより、第１コイル２０６に対応した発熱パイプ２０３の周面のうち、中央領域のみを加熱させることができる。
【００６９】
一方、通常の幅の広い用紙に定着処理を施す場合には、第１コイル２０６、第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２の全てのコイルに電流を流す。これにより、発熱パイプ２０３の周面のうち、全領域を加熱させることができる。
【００７０】
このように実施の形態２の加熱装置によれば、定着ローラ１０９を加熱する方式としてＩＨ方式を採用すると共に、発熱パイプ２０３の周面のうち中央領域のみ加熱可能な第１コイル２０６と第１コイル２０６が加熱しない端部領域を加熱可能な第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２とを備え、定着処理を施す用紙の幅に応じて発熱パイプ２０３の周面を加熱する。第１コイル２０６と、第１コイル２０６、第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２との間で電流を流すコイルを切り替えることで、発熱パイプ２０３の発熱する領域を中央領域と全領域との間で切り替えることができるので、定着ローラ１０９の周面のうち必要な部分のみを加熱することができる。これにより、紙幅の狭い用紙に定着処理を施す場合であっても、定着ローラの端部が過度に温度上昇するのを防止しつつ、省エネルギー化に対応しながら定着ローラ１０９を急速に加熱することができる。
【００７１】
なお、相互誘導の問題を実用上、支障のないレベルにまで抑制することができるのは、実施の形態１に係る加熱装置と同様であることは言うまでもない。
【００７２】
また、実施の形態２では、発熱パイプ２０３の周面のうち、第１コイル２０６が配置されていない端部領域を第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２の二つのコイルで加熱する場合について説明している。しかし、これに限定されず、３つ以上のコイルでこの端部領域を加熱するようにしてもよい。この場合にも実施の形態２に係る加熱装置と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
さらに、本実施の形態では、第１コイル２０６を、発熱パイプ２０３の周面のうち、中央領域の部分に対応した位置に配置し、第１コイル２０６が配置されていない端部領域であって発熱パイプ２０３の内側に第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２を配置している。しかし、この態様に限られるものでなく、図１５に示すように発熱パイプ２０３の内側の中央領域に第１コイル１５０１を配置し、発熱パイプ２０３の周面のうち、この第１コイル１５０１が配置されていない端部領域に第２コイル１５０２及び第３コイル１５０３を配置するようにしてもよい。この場合でも実施の形態２に係る加熱装置と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態では、発熱パイプ２０３の内側に配置された第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２（第２コイル１５０１）がコイルベース３０１に巻回された態様について説明しているが、この態様に限られるものでなく、図１６及び図１７に示すように、発熱パイプ２０３の内側のこれらのコイルを第１コイル２０６のような態様でコイルベース３０１の周面の一部に配置して実現してもよい。
【００７５】
さらに、本実施の態様では、第１コイル２０６を、発熱パイプ２０３の周面のうち、中央領域の部分に対応した位置に配置し、第１コイル２０６が配置されていない端部領域であって発熱パイプ２０３の内側に第２コイル１４０１及び第３コイル１４０２を配置した例を説明したが、この態様に限られるものではなく、例えば、図１８から図２１に示すように第１コイル２０６を、発熱パイプ２０３の周面のうち、一方の端部領域の部分に対応した位置に配置し、端部領域以外の部分であって発熱パイプ２０３の内側に第２コイル１８０１を配置するようにしてもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、省エネルギー化に対応しながら急加熱を可能とすると共に、簡単な構成で用紙の幅に応じた加熱処理を施すことができる加熱装置及びこの加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る加熱装置を画像加熱定着装置として備えた画像形成装置の感光体周辺の構成を示す概略構成図
【図２】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す斜視図
【図３】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す側断面図
【図４】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成を示す断面図
【図５】実施の形態１に係る加熱装置が備えるコイル周辺の発生する交番磁界を説明するための図
【図６】実施の形態１に係る加熱装置が備えるコイル周辺の発生する交番磁界を説明するための図
【図７】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図８】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図９】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１０】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１１】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１２】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１３】実施の形態１に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１４】本発明の実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラ周辺の構成を示す側断面図
【図１５】実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１６】実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１７】実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１８】実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図１９】実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図２０】実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【図２１】実施の形態２に係る加熱装置が備える定着ローラの周辺の構成の変形例を示す側断面図
【符号の説明】
１０８　定着ユニット（加熱装置）
１０９　定着ローラ
１１０　加圧ローラ
２０３　発熱パイプ
２０４　弾性層
２０５　コイルベース
２０６　第１コイル
２０７　第２コイル
３０１　コイルベース
１４０１　第２コイル
１４０２　第３コイル
【図１】
2004045635.tif 000003
【図２】
2004045635.tif 000004
【図３】
2004045635.tif 000005
【図４】
2004045635.tif 000006
【図５】
2004045635.tif 000007
【図６】
2004045635.tif 000008
【図７】
2004045635.tif 000009
【図８】
2004045635.tif 000010
【図９】
2004045635.tif 000011
【図１０】
2004045635.tif 000012
【図１１】
2004045635.tif 000013
【図１２】
2004045635.tif 000014
【図１３】
2004045635.tif 000015
【図１４】
2004045635.tif 000016
【図１５】
2004045635.tif 000017
【図１６】
2004045635.tif 000018
【図１７】
2004045635.tif 000019
【図１８】
2004045635.tif 000020
【図１９】
2004045635.tif 000021
【図２０】
2004045635.tif 000022
【図２１】
2004045635.tif 000023