(57)【要約】【課題】加熱対象を短時間で昇温でき、かつ、省エネルギー性、静粛性に優れた加熱装置を提供する。【解決手段】互いに圧接する定着ローラ２３１と加圧ローラ２３２とを備え、上記定着ローラ２３１と加圧ローラ２３２とが圧接する圧接領域Ｙを記録紙Ｐが通過することにより、上記記録紙Ｐ上の未定着トナーＴ画像が加熱（定着）される加熱装置において、上記加圧ローラ２３２に誘導加熱作用により発熱する発熱層２３２ｄが備えられ、かつ、加圧ローラ２３２の外周部の一部を取り囲むように、上記発熱層２３２ｄを誘導加熱する誘導加熱コイルユニット２４１が備えられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに圧接する第１加熱部材と第２加熱部材とが備えられ、上記第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を、未定着のトナー画像が形成された記録材が通過することにより、上記記録材が加熱される加熱装置において、
上記第１加熱部材を加熱するための内部熱源と、
上記トナー画像が形成された記録材の面とは反対側の面に接する第２加熱部材の表面近傍を加熱するために第２加熱部材の外部に設けられた誘導加熱手段とを備えていることを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
互いに圧接する第１加熱部材と第２加熱部材とが備えられ、上記第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を被加熱材が通過することにより、上記被加熱材が加熱される加熱装置において、
上記第１加熱部材および第２加熱部材の少なくとも一方に、誘導加熱により加熱される発熱体と、この発熱体を誘導加熱する誘導加熱手段とが備えられており、
上記誘導加熱手段は、上記発熱体から放射される熱を、この発熱体の方へ反射する熱反射機能を有することを特徴とする加熱装置。
【請求項３】
上記誘導加熱手段は、第２加熱部材に設けられた誘導加熱により加熱される発熱体を誘導加熱するものであって、かつ、上記発熱体から放射される熱を、この発熱体の方へ反射する熱反射機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
上記第１加熱部材は、誘導加熱により加熱される発熱体を有していることを特徴とする請求項１または３に記載の加熱装置。
【請求項５】
上記第２加熱部材は、円筒状の回転体であって、
上記誘導加熱手段は、第２加熱部材の外周部の一部に沿って設けられた誘導加熱コイルを有していることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項６】
上記誘導加熱コイルと第２加熱部材との間に熱反射層が備えられていることを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
【請求項７】
上記熱反射層は、誘導加熱コイルを支持する樹脂層表面にメッキ処理を施されたものであることを特徴とする請求項６に記載の加熱装置。
【請求項８】
上記誘導加熱コイルの表面に、熱反射のためのメッキ処理が施されていることを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
【請求項９】
上記第２加熱部材が回転状態である場合にのみ、上記誘導加熱手段を動作させる加熱制御手段を有することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１０】
第１加熱部材に内部熱源を備え、かつ、第１加熱部材および第２加熱部材を非回転状態で加熱する第１のウオームアップモードと、
第１のウオームアップモードの後、第１加熱部材および第２加熱部材を回転状態で加熱する第２のウオームアップモードと、
加熱装置に被加熱材を通過させるヒーティングモードと、
第１加熱部材および第２加熱部材を非回転状態で予熱する待機モードとの４つの動作モードを有し、
上記加熱制御手段が、第１のウオームアップモード時および待機モード時においては、上記内部熱源のみ動作させ、上記誘導加熱手段を第２のウオームアップモード時及びヒーティングモード時にのみ動作させることを特徴とする請求項９に記載の加熱装置。
【請求項１１】
上記圧接領域での被加熱材の通過時間が２３ｍｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の加熱装置。
【請求項１２】
未定着のトナーを定着させるため、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の加熱装置を備えていることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域に、未定着のトナー画像が形成された記録材を通過させることによって、上記記録材を加熱する加熱方法であって、
上記第１加熱部材をこの第１加熱部材に設けられた内部熱源によって加熱し、
上記トナー画像が形成された記録材の面とは反対側の面に接する第２加熱部材の表面近傍を、誘導加熱することを特徴とする加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、乾式電子写真機器における加熱装置、湿式電子写真機器における乾燥装置、インクジェットプリンタにおける乾燥装置、リライタブルメディア用消去装置等で好適に実施される加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
代表的な加熱装置の一種であり、複写機、プリンタ等の電子写真機器に用いられる定着装置には、一般的に、互いに圧接されたローラ対（定着ローラ及び加圧ローラ）を用い、熱と圧力を与えることによってトナー画像の定着を行う構成（熱ローラ定着方式）が多用されている。すなわち、トナー画像面側に接する定着ローラをその内部に配置されたハロゲンヒータ等の加熱手段により所定の温度（定着温度）に加熱し、定着ローラと加圧ローラの接触部である圧接部（定着ニップ部）に、未定着トナー画像が形成された記録紙を通過させることによって、トナー画像の定着を行うものである。
【０００３】
さらに近年では、特許文献１（特開２０００−３３８８１８公報）等に開示されているように、加圧ローラに当接する外部加熱ローラ等の加圧ローラ用の外部加熱手段を用い、加圧ローラ表面を外部から加熱する構成（外部ローラ加熱方式）が提案されている。この定着装置によれば、ウオームアップの短縮によって、省エネ化、高速化、記録紙のカール低減化等を図ることができる。
【０００４】
この定着装置を図４を用いて説明する。
【０００５】
図４は、従来の外部ローラ加熱方式を用いた定着装置の要部の概略構成を示す。
【０００６】
同図に示すように、外部ローラ加熱方式の定着装置は、定着ローラ１３１、加圧ローラ１３２、外部加熱ローラ１３３、ヒータランプ１３４、１３５、１３６、温度センサ１３７、１３８、１３９、クリーニングローラ１４０、温度制御回路（図示せず）を備えている。
【０００７】
ここで、外部加熱ローラ１３３は外部加熱手段である。ヒータランプ１３４、１３５は定着ローラ用の熱源であり、ヒータランプ１３６は外部加熱ローラ用の熱源である。温度センサ１３７、１３８は定着ローラ１３１の温度を検出する温度検出手段であり、温度センサ１３９は外部加熱ローラ１３３の温度を検出する温度検出手段である。温度制御回路は温度制御手段である。
【０００８】
以下にこれら各部を詳細に説明する。
【０００９】
まず、ヒータランプ１３４、１３５は定着ローラ１３１の内部に配置され、ヒータランプ１３６は外部加熱ローラ１３３の内部に配置されている。そして、温度制御回路からヒータランプに通電することにより、所定の発熱分布でヒータランプが発光し、赤外線が放射され、定着ローラ１３１及び外部加熱ローラ１３３の内周面が加熱される。
【００１０】
定着ローラ１３１は、ヒータランプ１３４、１３５により所定の温度（例えば１９０℃）に加熱され、この熱によって定着装置の定着ニップ部Ｙを通過する未定着トナーＴ画像が形成された記録紙Ｐを加熱するものである。
【００１１】
定着ローラ１３１は、その本体である芯金１３１ａと、離型層１３１ｂとを備えている。離型層１３１ｂは、芯金１３１ａの外周表面に形成され、記録紙Ｐ上のトナーＴがオフセットするのを防止する。
【００１２】
芯金１３１ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられる。上記装置においては、芯金１３１ａとして、直径４０ｍｍで、低熱容量化を図るため、肉厚０．４ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）製芯金を使用している。
【００１３】
離型層１３１ｂには、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が適している。
【００１４】
加圧ローラ１３２は、直径４０ｍｍで、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム等の芯金１３２ａの外周表面に発泡シリコーンゴム等からなる耐熱弾性材層１３２ｂを有するように構成されている。さらに耐熱弾性材層１３２ｂの表面には、定着ローラ１３１の場合と同様のフッ素樹脂による離型層１３２ｃが形成されている。そして、図示しないばね等の加圧部材により定着ローラ１３１に２７４Ｎの力で圧接され、これにより、定着ローラ１３１との間に幅が約６ｍｍの定着ニップ部Ｙが形成されるよう構成されている。
【００１５】
外部加熱ローラ１３３は、内部熱源としてのヒータランプ１３６により所定の温度（例えば２００℃）に加熱されると共に、加圧ローラ１３２に対し、定着ニップ部Ｙの上流側に設けられて、所定の押圧力をもって圧接するようになっている。そして、加圧ローラ１３２との間に加熱ニップ部Ｚ（例えば１．５ｍｍ）が形成されている。
【００１６】
外部加熱ローラ１３３の構成としては、直径１５ｍｍ、肉厚１ｍｍからなるアルミニウムからなる中空円筒状の金属製芯材１３３ａの上に、耐熱離型層１３３ｂとして、耐熱性と離型性に優れた合成樹脂であるフッ素樹脂層が形成されている。
【００１７】
クリーニングローラ１４０は、加圧ローラ１３２に付着したトナー紙粉等を事前に除去し、外部加熱ローラ１３３の汚れを防止するためのものである。すなわち、加圧ローラ１３２に対し、加熱ニップ部Ｚの上流側に設けられて、所定の押圧力をもって圧接するようになっており、加圧ローラ１３２に回転に従動して回転するよう軸支されている。クリーニングローラ１４０の構成としては、鉄系材料からなる円筒状の金属製芯材からなる。
【００１８】
定着ローラ１３１、外部加熱ローラ１３３各々の周面には、温度検知手段としてのサーミスタ１３４、１３５、１３６が配設されており、各ローラの表面温度を検出するようになっている。そして、各サーミスタにより検出された温度データに基づいて、温度制御手段（図示せず）は各ローラ温度が所定の温度となるようヒータランプ１３４、１３５、１３６への通電を制御する。
【００１９】
このように、外部加熱ローラ１３３により加圧ローラ１３２を所定の温度（定着温度）に加熱した後、定着ローラ１３１と加圧ローラ１３２との圧接部Ｙ（定着ニップ部）に、未定着トナーＴ画像が形成された記録紙Ｐを通過させることで、熱と圧力によりトナーＴ画像の加熱（定着）が行われる。
【００２０】
この外部ローラ加熱方式は、従来の熱ローラ定着方式と異なり、記録紙Ｐに対し加圧ローラ１３３側からも積極的に熱エネルギーを供給することができる。
【００２１】
したがって、記録紙Ｐに加える熱エネルギーが増加する分、記録紙Ｐに加える面圧（荷重）を低減することができる。よって、特に従来記録紙Ｐへの熱エネルギーの不足により、高荷重を必要としていた高速機（例えば、Ａ４サイズの記録紙をヨコ送りで、コピー速度２５枚／分以上）においては、面圧の低減化に伴い定着ローラ１３１の薄肉化、小径化等、ひいては定着ローラ１３１の熱容量の低減化が可能となり、ウオームアップ時間の短縮とそれに伴う省エネルギー化を実現できる。
【００２２】
【特許文献１】
特開２０００−３３８８１８公報（公開日；２０００年１２月８日）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この外部ローラ加熱方式の定着装置は、以下のような問題がある。すなわち、
▲１▼外部加熱ローラから加圧ローラへの熱供給としては、加熱ニップ部での熱伝導が支配的であるが、加熱ニップ幅としては、せいぜい数ｍｍ程度が限界であることから、必ずしも、効率的な熱供給システムとはなっておらず、加熱性能面（加熱速度）に限界がある。
【００２４】
▲２▼従来の外部加熱ローラを有しない熱ローラ定着装置に比べ、加圧ローラの表面温度が高く、加圧ローラ表面からの放熱量が大きくなると同時に、外部加熱ローラ表面からの放熱も加わるために、外部加熱ローラの構成条件（ローラ径、ローラ肉厚、荷重、制御温度等）によっては、熱ローラ定着方式に比べて、定着装置からの放熱量が多くなり、消費電力が大きくなってしまう（熱効率が低くなってしまう）。
【００２５】
▲３▼外部加熱ローラ、加圧ローラともに経時的に表面状態が変化するため、外部加熱ローラを加圧ローラに対し安定的に従動回転させるのが困難であり、外部加熱ローラのスリップ等が生じやすい。一方、外部加熱ローラを安定的に回転させるため、ギア等により強制的に駆動しようとした場合には異常音等が発生しやすい。
【００２６】
▲４▼外部加熱ローラがトナー、紙粉等により汚染され、紙の裏汚れ等の原因となる。一方、これを防止するため、外部加熱ローラ上流側にクリーニングローラ等のクリーニング手段を設けると、構成が複雑化すると同時に、これが熱負荷、放熱源となり、熱効率が低下する。
【００２７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、加熱対象（加圧ローラ）を短時間で昇温でき、かつ、省エネルギー性、静粛性に優れ、定着装置に利用された場合には記録材の裏汚れ等も防止できる加熱装置を提供する点にある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
本発明の加熱装置は、上記問題を解決するために、互いに圧接する第１加熱部材と第２加熱部材とが備えられ、上記第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を、未定着のトナー画像が形成された記録材が通過することにより、上記記録材が加熱される加熱装置において、上記第１加熱部材を加熱するための内部熱源と、上記トナー画像が形成された記録材の面とは反対側の面に接する第２加熱部材の表面近傍を加熱するために第２加熱部材の外部に設けられた誘導加熱手段とを備えていることを特徴としている。
【００２９】
まず、上記加熱装置は、未定着トナー画像が形成された記録材（例えば、記録紙）が第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を通過することで、この記録材に熱と圧力とを加えるものである。
【００３０】
また、誘導加熱とは、電磁誘導を利用して加熱すべき対象物に誘導電流を流し、この誘導電流のジュール熱によって、この対象物を加熱するものである。
【００３１】
上記構成によれば、誘導加熱手段によって、トナー画像が形成された記録材の面とは反対側の面に接する第２加熱部材に誘導電流が発生し、そのジュール熱により、この第２加熱部材の表面近傍が加熱される。
【００３２】
このように、上記構成は、第２加熱部材の加熱手段に誘導加熱手段を用いているため、第２加熱部材を直接発熱させることができる。
【００３３】
したがって、外部の高温体（例えば外部加熱ローラ）に第２加熱部材を接触させることで熱を与える方式（例えば外部ローラ加熱方式）と比較して、格段に加熱効率（熱供給効率）に優れ、同時に加熱できる範囲も広い。
【００３４】
すなわち、より短時間で第２加熱部材を昇温させることが可能となり、また、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）の点でも優れている。
【００３５】
また、誘導加熱方式では、外部ローラ加熱方式とは異なり、外部加熱手段である誘導加熱手段自体はほとんど発熱しないため、外部加熱手段からの放熱による消費電力の無駄が低減され、消費電力の低減化（省エネルギー）が可能である。
【００３６】
さらに、第２加熱部材の外部に設けられた誘導加熱手段により加熱対象（第２加熱部材）を直接発熱させる上記構成は、高温体に第２加熱部材を接触させる外部ローラ加熱方式のように第２加熱部材と外部加熱ローラとの接触音等が発生することがなく、静粛性に優れている。
【００３７】
また、本発明の加熱装置は、上記課題を解決するために、互いに圧接する第１加熱部材と第２加熱部材とが備えられ、上記第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を被加熱材が通過することにより、上記被加熱材が加熱される加熱装置において、上記第１加熱部材および第２加熱部材の少なくとも一方に、誘導加熱により加熱される発熱体と、この発熱体を誘導加熱する誘導加熱手段とが備えられており、上記誘導加熱手段は、上記発熱体から放射される熱を、この発熱体の方へ反射する熱反射機能を有することを特徴としている。
【００３８】
まず、上記加熱装置は被加熱材（例えば、未定着トナー画像が形成された記録紙）が第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を通過することで、この被加熱材に熱と圧力とを加えるものである。
【００３９】
また、誘導加熱とは、電磁誘導を利用して加熱すべき対象物に誘導電流を流し、この誘導電流のジュール熱によって、この対象物を加熱するものである。
【００４０】
上記構成は、第１加熱部材および／または第２加熱部材の加熱手段に誘導加熱手段を用いているため、加熱対象物（第１加熱部材および／または第２加熱部材）を直接発熱させることができる。
【００４１】
したがって、外部の高温体（例えば外部加熱ローラ）に上記加熱対象物を接触させることで熱を与える方式（例えば外部ローラ加熱方式）と比較して、格段に加熱効率（熱供給効率）に優れ、同時に加熱できる範囲も広い。
【００４２】
すなわち、より短時間で上記加熱対象物を昇温させることが可能となり、また、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）の点でも優れている。
【００４３】
また、誘導加熱方式では、外部ローラ加熱方式とは異なり、外部加熱手段である誘導加熱手段自体はほとんど発熱しないため、外部加熱手段からの放熱による消費電力の無駄が低減され、消費電力の低減化（省エネルギー）が可能である。
【００４４】
さらに、上記加熱対象物を直接発熱させる上記構成は、高温体に上記加熱対象物を接触させる外部ローラ加熱方式のように上記加熱対象物と外部加熱ローラの接触音等が発生することがなく、静粛性に優れている。
【００４５】
さらに、上記構成によれば、発熱体から放射された熱は、誘導加熱手段の熱反射機能によって発熱体の方へ反射されるため、発熱体からの放射熱による熱損失を抑制することができる。
【００４６】
これにより、上記加熱対象物を短時間で昇温できるとともに、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【００４７】
なお、上記した、第１加熱部材に内部熱源を設けた構成においても、第２加熱部材を誘導加熱する誘導加熱手段に熱反射機能をもたせるのが望ましい。
【００４８】
本発明の加熱装置においては、上記第１加熱部材に内部熱源を設ける構成において、第２加熱部材のみならず、第１加熱部材にも誘導加熱により加熱される発熱体を備えることが望ましい。
【００４９】
このようにすれば、第２加熱部材を加熱する誘導加熱手段からの漏れ磁束の一部は、第１加熱部材にも吸収され、第１加熱部材の発熱に寄与しうる。これにより、誘導加熱手段で発生した磁束を有効に利用でき、加熱装置全体の熱供給効率を向上させることができる。よって、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【００５０】
また、本発明の加熱装置においては、上記第２加熱部材が円筒状の回転体であって、上記誘導加熱手段が、第２加熱部材の外周部の一部に沿って設けられた誘導加熱コイルを有していることが望ましい。
【００５１】
上記構成によれば、第２加熱部材の外周部（側面）の一部に沿って設けられた誘導加熱コイルによって、第２加熱部材の発熱体が加熱され、これにより、第２加熱部材の外周部（側面）を、温度ムラなく加熱することができる。
【００５２】
また、誘導加熱コイルが回転体の外周部の一部に沿って（曲率をもって）、配されていることから、誘導コイルの中心側に磁束が集中し、渦電流の発生量が多くなる。これにより、第２加熱部材を、より短時間で昇温させることができる。
【００５３】
また、本発明の加熱装置においては、上記誘導加熱コイルと第２加熱部材との間に熱反射層、例えば、誘導加熱コイルを支持する樹脂層表面にメッキ処理を施されたものが設けられていることが望ましい。
【００５４】
また、上記誘導加熱コイルの表面に熱反射のためのメッキ処理を施してもよい。
【００５５】
上記構成によれば、第２加熱部材表面から放射された熱は、熱反射層あるいはメッキ処理された誘導加熱コイル表面で第２加熱部材の方へ反射される。
【００５６】
これにより、第２加熱部材表面からの熱損失を抑制することができるため、第２加熱部材を短時間で昇温できるとともに、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【００５７】
また、第２加熱部材から放射された熱は、熱反射層あるいはメッキ処理された誘導加熱コイル表面で第２加熱部材の方へ反射されるため、上記放射された熱が、誘導加熱コイルを熱することがない。すなわち、誘導加熱コイルの温度上昇に伴ってその電気抵抗値が増大し、誘導加熱コイル自体がジュール熱によって過度に発熱してしまうことを防止できる。
【００５８】
したがって、第２加熱部材表面からの放熱による熱損失および誘導加熱コイルでの熱（エネルギー）損失を抑制することが可能となり、加熱装置の省エネルギー（消費電力の低減化）を実現することができる。
【００５９】
本発明の加熱装置は、第２加熱部材が回転状態である場合にのみ、上記誘導加熱手段を動作させる加熱制御手段を有することが望ましい。
【００６０】
例えば、第１加熱部材に内部熱源が備えられている場合に、第１加熱部材および第２加熱部材を非回転状態で加熱する第１のウオームアップモードと、第１のウオームアップモードの後、第１加熱部材および第２加熱部材を回転状態で加熱する第２のウオームアップモードと、加熱装置に被加熱材を通過させるヒーティングモードと、第１加熱部材および第２加熱部材を非回転状態で予熱する待機モードとの４つの動作モードを設定し、上記加熱制御手段によって、第１のウオームアップモード時および待機モード時においては上記内部熱源のみ動作させ、上記誘導加熱手段を第２のウオームアップモード時及びヒーティングモード時にのみ動作させるとよい。
【００６１】
上記構成によれば、第２加熱部材が回転状態でないときには、誘導加熱手段を動作させないことで、第２加熱部材の、誘導加熱コイルに取り囲まれた外周部分のみが過度に加熱され、他の外周部分との加熱ムラの発生や過加熱部分でのローラ破損を防止することができる。
【００６２】
本発明の加熱装置は、上記被加熱材の圧接領域の通過時間が２３ｍｓｅｃ以下であることが望ましい。
【００６３】
ここで、圧接領域の通過時間が２３ｍｓｅｃ以下となる高速機においては、第２加熱材に要求される加熱温度が高く、また、上記圧接領域での圧力が高いことから、必然的に第２加熱部材も重厚なものとなり、熱容量も大きい。
【００６４】
したがって、このような高速機には、高熱効率、低消費電力という上記した本発明の加熱装置の効果がより顕著となる。
【００６５】
本発明の定着装置は、未定着のトナーを定着させるため、上記加熱装置を備えている。
【００６６】
上記加熱装置は第２加熱部材を直接発熱させるため、上記の作用効果に加えて、外部ローラ加熱方式の問題点の１つである、トナーや鉄粉による外部加熱ローラの汚染に起因する記録材の裏汚れ等を防止することができる。
【００６７】
本発明の加熱方法は、第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域に、未定着のトナー画像が形成された記録材を通過させることによって、上記記録材を加熱する加熱方法であって、上記第１加熱部材をこの第１加熱部材に設けられた内部熱源によって加熱し、上記トナー画像が形成された記録材の面とは反対側の面に接する第２加熱部材の表面近傍を、誘導加熱することを特徴としている。
【００６８】
したがって、外部の高温体（例えば外部加熱ローラ）に第２加熱部材を接触させることで熱を与える方法（例えば外部ローラ加熱方式）と比較して、格段に加熱効率（熱供給効率）に優れ、同時に加熱できる範囲も広い。
【００６９】
すなわち、より短時間で第２加熱部材を昇温させることが可能となり、同時に、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【００７０】
また、誘導加熱手段自体はほとんど発熱しないため、消費電力の低減化（省エネルギー）の点でも優れている。
【００７１】
さらに、加熱対象物（第２加熱部材）を直接発熱させる上記方法は、上記外部ローラ加熱方式のように２加熱部材と外部加熱ローラの接触音等が発生することがなく、静粛性に優れている。
【００７２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１〜図１２に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００７３】
図１および図２は、本実施の形態に係る定着装置（加熱装置）２３の要部の断面図である。
【００７４】
同図を用いて、定着装置２３（図８参照）が複写機に適用された場合の構成の一例について説明する。なお、複写機自体の構成、機能等の説明は後に詳述する。
【００７５】
図１に示すように、定着装置２３は、定着ローラ２３１（第１加熱部材）、加圧ローラ２３２（第２加熱部材）、誘導加熱コイルユニット２４１（誘導加熱手段）、ヒータランプ２３４、２３５、温度センサ２３７、２３８、２３９、励磁回路２４２、加熱制御回路２４３（加熱制御手段）、および誘導加熱コイル駆動電源（図示せず）を備えている。
【００７６】
定着装置２３では、未定着トナーＴ画像が形成された記録紙Ｐ（記録材、被加熱材）が定着ローラ２３１および加圧ローラ２３２の圧接領域（定着ニップ部）Ｙを通過することで熱と圧力とが加えられ、トナーＴが記録紙Ｐに定着する。
【００７７】
すなわち、第１加熱部材の定着ローラ２３１および第２加熱部材の加圧ローラ２３２は、それぞれヒータランプ２３４、２３５および誘導加熱コイルユニット２４１によって加熱されながら、定着ニップ部Ｙにおいて所定の圧力にて接触している。
【００７８】
まず、誘導加熱コイルユニット２４１の構成および作用について、図１を用いて詳細に説明する。なお、定着装置２３を構成する各部材の構成、機能等についての詳細は後に説明する。
【００７９】
誘導加熱コイルユニット２４１は、誘導加熱コイル２４１ａ、耐熱性樹脂２４１ｂおよび熱反射層２４１ｃを備えており、加圧ローラ２３２の外周部の一部を、外側から取り囲むように配置されている。
【００８０】
誘導加熱コイルユニット２４１の内部には、誘導加熱コイル２４１ａが円弧状に配され、耐熱性樹脂２４１ｂによってモールド成形されている。
【００８１】
さらに、誘導加熱コイルユニット２４１の加圧ローラ側曲面には、加圧ローラ２３２の外周部にほぼ対向するように熱反射層２４１ｃが設けられ、加圧ローラ２３２からの放射熱を効果的に反射するように構成されている。
【００８２】
ここで、誘導コイル２４１ａには、耐熱性を考慮して、酸化膜等の表面絶縁層を有するアルミニウム単線が用いられている。また、耐熱性樹脂２４１ｂにはエポキシ樹脂、液晶ポリマー等が用いられている。また、熱反射層２４１ｃは、誘導加熱コイルユニット２４１の加圧ローラ側曲面（耐熱性樹脂２４１ｂの加圧ローラ側部分）にクロメートメッキを施すことで形成されている。
【００８３】
なお、励磁回路２４２から誘導加熱コイル２４１ａへの通電等は、加熱制御回路２４３によって制御されている。
【００８４】
一方、加圧ローラ２３２には、誘導加熱作用により発熱する発熱層２３２ｄが設けられている。発熱層２３２ｄには、鉄やＳＵＳ４３０ステンレス材等、誘導加熱により加熱される材料が用いられている。
【００８５】
上記のような誘導コイルユニット２４１および加圧ローラ２３２において、誘導加熱コイル２４１ａに励磁回路２４２から高周波電流を流すと、誘導加熱コイル２４１ａに交番磁界が生じる。これにより、電磁誘導が起こり、発熱層２３２ｄに誘導電流が発生し、そのジュール熱によって、加圧ローラ２３２の表面が加熱（誘導加熱）される。
【００８６】
このように、加圧ローラ２３２の加熱手段に誘導加熱コイルユニット２４１を用いた誘導加熱方式は、加圧ローラ２３２表面の発熱層２３２ｄを直接発熱させるため、外部加熱ローラ１３３（図４参照）を用いた外部ローラ加熱方式と比較して、格段に加熱効率に優れるとともに、同時に加熱できる領域も広い。
【００８７】
すなわち、加圧ローラ２３２表面への熱供給量が多く、より短時間で加圧ローラ２３２を昇温させることが可能となる。
【００８８】
また、誘導加熱方式では、上記外部ローラ加熱方式とは異なり、外部加熱手段である誘導加熱コイルユニット２４１自体が発熱する訳ではないため、外部加熱手段からの放熱による消費電力の無駄を低減することができる。
【００８９】
また、誘導加熱コイルユニット２４１は、加圧ローラ２３２の外周部の一部を取り囲むように配され、その上、誘導加熱コイルユニット２４１の加圧ローラ側曲面には熱反射層２４１ｃが設けられている。よって、加圧ローラ２３２表面からの放熱による熱損失が抑制されるとともに、誘導加熱コイル２４１ａの温度上昇ひいてはその電気抵抗値の増大を防止して誘導加熱コイル２４１ａでのエネルギー損失を抑え、定着装置２３全体の熱効率を向上させ、消費電力を低減させる効果がある。
【００９０】
また、後述するように定着ローラ２３１は鉄系等の誘導加熱により加熱される材料で構成されていることから、誘導加熱コイル２４１ａからの漏れ磁束の一部は、定着ローラ２３１に吸収され、定着ローラ２３１の発熱に寄与しうる。これにより、誘導加熱コイル２４１ａで発生した磁束を有効に利用でき、定着装置２３全体の熱効率を向上させ、消費電力を低減させることができる。
【００９１】
また、誘導加熱コイル２４１ａが円弧状に、曲率をもって配されていることから、誘導コイル２４１ａの中心側に磁束が集中し、渦電流の発生量が多くなる。したがって、加圧ローラ２３２の表面温度を、よりすばやく立ち上げることができる。
【００９２】
さらに、誘導加熱コイルユニット２４１は加圧ローラ２３２と非接触である。よって、外部加熱ローラ方式の問題点、すなわち、外部加熱ローラ１３３がトナーＴ、紙粉等により汚染されたり、外部加熱ローラ１３３におけるスリップ、異常音等が発生するといった問題も解消される。
【００９３】
なお、誘導加熱コイルユニット２４１については、図２に示すような構成、すなわち、耐熱性樹脂からなる円弧状のコイルホルダー２４１ｄの内面に、誘導加熱コイル２４１ａを固定し、この誘導加熱コイル２４１ａのコイル線材表面に直接、熱反射性を有するメッキ２４１ｅを施した構成をとることも可能である。
【００９４】
この構成によれば、メッキ処理が施された誘導加熱コイル２４１ａ表面が直接、加圧ローラ２３２表面と対向することになり、加圧ローラ２３２からの放射熱を効果的に反射することができる。すなわち、加圧ローラ２３２表面からの放熱による熱損失が抑制されるとともに、誘導加熱コイル２４１ａの温度上昇ひいてはその電気抵抗値の増大を防止して誘導加熱コイル２４１ａでのエネルギー損失を抑え、定着装置２３全体の熱効率を向上させることができる。上記構成においては、メッキ２４１ｅに硬質クロムメッキを施しているが、これに限定されず、熱反射性を有する材料でメッキを施せばよい。
【００９５】
なお、本実施の形態では、誘導コイル２４１ａに、（酸化膜等の表面絶縁層を有する）アルミニウム単線が使用したが、これに限定されない。例えば、銅線もしくは銅ベースの複合部材線であってもよいし、リッツ線（エナメル線等を撚り線にしたもの）であってもよい。ただし、いずれの線材を使用しても、コイルでのジュール損を抑えるためには、誘導コイル２４１ａの全抵抗値は、０．５Ω以下、望ましくは０．１Ω以下であることが好ましい。
【００９６】
また、トナーＴを定着させる記録紙Ｐのサイズや記録紙Ｐのニップ部Ｙの通加速度等に応じて、誘導コイルユニット２４１の長さを調整してもよい。
【００９７】
なお、本実施の形態では、熱反射層２４１ｃは、誘導加熱コイルユニット２４１内部の加圧ローラ側曲面にクロメートメッキを施すことで形成されているが、これに限定されるものではなく、熱反射性を有する材料であればよい。
【００９８】
なお、上記した図１において、熱反射層２４１ｃを省略し、誘導加熱コイルユニット２４１を、誘導加熱コイル２４１ａ、耐熱性樹脂２４１ｂで構成することも可能である。また、上記した図２において、誘導加熱コイル２４１ａのコイル線材表面のメッキ２４１ｅを施さない構成をとることも可能である。
【００９９】
次に、定着装置２３を構成する各部材の構成、機能等について詳述する。
【０１００】
ヒータランプ２３４、２３５は、定着ローラ２３１内部に配置され、定着ローラ２３１の内部熱源である。すなわち、加熱制御回路２４３によってヒータランプ２３４、２３５に通電すると、所定の発熱分布でヒータランプ２３４、２３５が発光して赤外線が放射され、定着ローラ２３１の全周がほぼ均一に加熱される。なお、本実施の形態では、ヒータランプ２３４、２３５の定格出力はトータルで７００Ｗとしている。
【０１０１】
本実施の形態では、ヒータランプ２３４、２３５にハロゲンヒータを使用している。しかし、定着ローラ２３１内部に配置する内部熱源は、これに限定されず、定着ローラ２３１全周をほぼ均一に加熱できる加熱手段であればよい。例えば、定着ローラの芯金２３１ａに直接発熱層を形成した直接加熱方式や、誘導加熱コイル２４１ａを定着ローラ２３１内部に配置した内部加熱タイプの誘導加熱方式であってもよい。
【０１０２】
定着ローラ２３１は、ヒータランプ２３４、２３５により所定の温度（ここでは１９０℃）に加熱され、定着装置の定着ニップ部Ｙを通過する未定着トナーＴ画像が形成された記録紙Ｐを加熱する。
【０１０３】
定着ローラ２３１は、その本体である芯金２３１ａと離型層２３１ｂとを備えている。離型層２３１ｂは、芯金２３１ａの外周表面に形成され、記録紙Ｐ上のトナーＴがオフセットするのを防止する。
【０１０４】
芯金２３１ａには、たとえば、鉄、ステンレス鋼、アルミニウム、銅等の金属あるいはそれらの合金等が用いられている。本実施の形態に使用されている芯金２３１ａは、直径４０ｍｍの鉄（ＳＴＫＭ）製であり、低熱容量化を図るため、肉厚は０．４ｍｍとなっている。
【０１０５】
離型層２３１ｂには、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）等のフッ素樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が適している。なお、本実施の形態の離型層２３１ｂは、ＰＦＡとＰＴＦＥのブレンドしたものを厚さ２５μｍに塗布焼成したものである。
【０１０６】
加圧ローラ２３２は、図示しないばね等の加圧部材により定着ローラ２３１に２７４Ｎの力で圧接されている。そして、定着ローラ２３１との間に幅が約６ｍｍの定着ニップ部Ｙが形成されるよう構成され、この定着ニップ部Ｙにおいて未定着トナーＴ画像が形成された記録紙Ｐを加熱する。
【０１０７】
前記にもあるように、加圧ローラ２３２は、芯金２３２ａの外周表面にシリコーンゴム等の耐熱弾性材層２３２ｂ、さらにその外側に発熱層２３２ｄ、そして最外層には離型層２３２ｃが設けられた４層構造となっている。
【０１０８】
芯金２３２ａには、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、鋼等が用いられる。本実施の形態では、誘導加熱による発熱を防止するため、アルミニウムを用い、その直径を２８ｍｍとしている。また、芯金２３２ａ上には、厚さ６ｍｍの発泡シリコーンゴムからなる耐熱弾性体層２３２ｂが形成されている。
【０１０９】
発熱層２３２ｄは、前記にもあるように、誘導加熱作用により発熱する（誘導加熱により加熱される）発熱体である。表面温度の立ち上がり時間を短縮するために、その肉厚は、４０μｍ〜５０μｍと薄肉化することが望ましい。発熱層２３２ｄは誘導加熱されるものであるから、その材質には、鉄やＳＵＳ４３０ステンレス材等、磁性を有する導電性部材が用いられる。ただし、これらに限定されるものではなく、特に比透磁率が高ければ、珪素鋼板や電磁鋼板、ニッケル鋼等であってもよい。本実施の形態では、電鋳法により作製した厚さ４０μｍのニッケルを使用している。
【０１１０】
なお、非磁性体であっても、ＳＵＳ３０４ステンレス材など抵抗値の高い材料は、誘導加熱が可能であるため、発熱層２３２ｄに使用可能である。さらに、非磁性のベース部材（例えば、セラミックなど）であっても、比透磁率の高い前記材料が導電性を有するように配置されているような構成であれば、同様に使用可能である。
【０１１１】
また、発熱量を増大させるために、発熱層２３２ｄを複数の材料からなる層で構成しても良い。
【０１１２】
また、発熱層２３２ｄ表面（外周面）は、定着ローラ２３１にマイクロオフセットしたトナーＴが加圧ローラ２３２に付着するのを防止するために、離型層２３２ｃによって被覆されている。
【０１１３】
離型層２３２ｃには、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体）等のフッ素樹脂、あるいはシリコンゴム、フッ素ゴム、フロロシリコンゴム等の弾性体、もしくはこれらが複数積層されたものが用いられる。
【０１１４】
なお、定着ローラ２３１の温度検知手段として、その周面にサーミスタ２３７、２３８が配設され、また、加圧ローラ２３２の温度検知手段として、その周面に、サーミスタ２３９が配設されており、各ローラの表面温度を検出するようになっている。そして、各サーミスタにより検出された温度データに基づいて、加熱制御回路２４３は各ローラ温度が所定の温度となるよう、ヒータランプ２３４、２３５及び励磁回路２４２から誘導加熱コイル２４１ａへの通電を制御する。
【０１１５】
次に、本実施の形態における定着装置２３の駆動制御方法について、図１および図３を用いて説明する。ここで、図３は、駆動制御のシーケンスを示す図である。
【０１１６】
本実施の形態では、加圧ローラ２３２の加熱方式として、誘導加熱手段を採用する一方、定着ローラ２３１側の加熱方式として、内部熱源（ヒータランプ２３４、２３５）によって周方向に関してローラ全体をほぼ均一に加熱しうる加熱方式を採用している。
【０１１７】
これは、待機モード等ローラ（定着ローラ２３１および加圧ローラ２３２）が非回転状態の時には、定着ローラ２３１側の熱源のみをＯＮにし、加圧ローラ２３２側の誘導加熱コイル２４１ａへの通電をＯＦＦとすることで、加圧ローラ２３２の非回転のために、誘導加熱コイル２４１ａに取り囲まれた外周部分のみが過度に加熱（局所的に加熱）され、他の外周部分との加熱ムラが発生したり、過加熱部分でローラが破損することを防止するためである。
【０１１８】
同様にウオームアップ時も、ローラ（定着ローラ２３１および加圧ローラ２３２）が非回転状態である前回転開始温度までは誘導加熱コイル２４１ａへの通電もＯＦＦとし、前回転開始後、誘導加熱コイル２４１ａへの通電をＯＮにすることが望ましい。
【０１１９】
なお、上記したように、励磁回路２４２から誘導加熱コイル２４１ａへの通電は加熱制御回路２４３によって制御されている。
【０１２０】
なお、誘導加熱コイル２４１ａによる加圧ローラ２３２の昇温速度は、ハロゲンヒータ（２３４、２３５）による定着ローラ２３１の昇温速度に比べて非常に速いことから、以上の制御方法を取っても、スタンバイモードではファーストプリント時間の遅延、またウオームアップモードではウオームアップ時間の遅延等には繋がらない。
【０１２１】
ここで、以下および図３に、本実施の形態における定着装置２３の駆動制御方法をまとめておく。
【０１２２】
ウオームアップモード（図３の▲１▼に対応）
ウオームアップモードでは、まず最初に駆動モータはＯＦＦの状態で、ヒータランプ２３４、２３５に通電を行い、定着ローラ２３１が前回転開始温度（本実施の形態では１８０℃）に達するまで加熱を行う。（図３の▲１▼）定着ローラ２３１が前回転開始温度に達した後、駆動モータをＯＮして、ローラを周速（定着速度）３６５ｍｍ／ｓで回転駆動すると同時に、誘導加熱コイル２４１ａへの通電を行い、定着ローラ２３１および加圧ローラ２３２が所定の設定温度（本実施の形態では定着ローラ１９０℃、加圧ローラ１２５℃）に達するまで加熱を行う。（同▲２▼に対応）
プリントモード（ヒーティングモード）（同▲３▼に対応）
プリントモードでは、定着ローラ温度Ｔｈ１が１９０℃、加圧ローラ温度ＴＰ１が１２５℃を維持するようヒータランプ２３４、２３５、誘導加熱コイル２４１ａへ通電を制御する。そして、未定着トナーＴ画像が形成された記録紙Ｐがコピー速度６５枚／分で定着ニップ部Ｙに搬送され（この時のニップ通過時間１９．２ｍｓｅｃ）、トナーＴ画像の定着が行われる。
【０１２３】
待機モード
待機モードは、スタンバイモード（同▲４▼に対応）、省エネモード（同▲５▼に対応）、スリープモード（同▲６▼に対応）の３モードからなる。
【０１２４】
スタンバイモードでは、駆動モータをＯＦＦとし、ヒータランプ２３４、２３５のみ通電して、定着ローラ２３１をコピー時温度と同じＴｈ１（１９０℃）に制御する。
【０１２５】
省エネモードでは、駆動モータをＯＦＦとし、ヒータランプ２３４、２３５のみ通電して、定着ローラ温度をコピー時温度より低い温度Ｔｈ２（本実施の形態では１６０℃）に制御する。
【０１２６】
スリープモードでは、駆動モータをＯＦＦとし、ヒータランプ２３４、２３５、誘導加熱コイル２４１ａ等全ての熱源への通電をＯＦＦする。
【０１２７】
ここで、本実施の形態のように外部加熱手段として、誘導加熱方式を用いた場合と、従来例のようにローラ加熱方式を用いた場合（比較例）との、通紙時（４０枚連続通紙時）における平均消費電力を比較した結果を表１に示す。
【０１２８】
【表１】
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【０１２９】
なお、本実施の形態として、構成１（図１の構成）、構成２（図２の構成）、構成３（図１の構成において熱反射層２４１ｃを設けない場合）の、３通りの構成について検討を行っている。
【０１３０】
表１より、本実施の形態に用いた誘導加熱方式（構成３）では、ローラ加熱方式（比較例）に比べて、外部加熱手段での消費電力を約１１７Ｗ低減することができ、その結果トータルの消費電力についても約１０１Ｗ低減できることがわかる。これは、前述のように、誘導加熱方式の場合、ローラ加熱方式よりも加熱効率に優れ、外部加熱手段からの放熱がなく、また、外部加熱手段による加圧ローラ２３２からの放熱抑制効果が高いためである。
【０１３１】
また、本実施の形態のように誘導加熱手段（誘導加熱コイルユニット２４１）に熱反射機能をもたせた場合（構成１、２）には、さらに外部加熱手段での消費電力を約２４Ｗ、トータルでの消費電力についても約２４Ｗ低減できることがわかる。これは、構成１、２においては、加圧ローラ２３２からの放射による熱損失を低減できるとともに、誘導加熱コイル２４１ａの昇温も抑制でき、したがって、抵抗値の上昇による誘導加熱コイル２４１ａでの熱損失をも低減できるためである。
【０１３２】
次に、上記した定着装置２３が適用される、画像形成装置（複写機）について、図５〜図１２を用いてその構成、機能を説明する。
【０１３３】
図５は、画像形成装置を外側から見た構成を示す斜視図であり、図６は、画像形成装置の内部の構成を示す図である。また、図８は、画像形成装置を外側から見た構成を示す斜視図である。
【０１３４】
図５・図６に示すように、画像形成装置は、原稿画像読取装置１１、画像記録装置１２、記録材供給装置１３、後処理装置１４、外部記録材供給装置１５を備えている。なお、上述した定着装置２３（図８参照）は、後述するように、画像記録装置１２に備えられている。
【０１３５】
画像形成部である画像記録装置１２と、記録材供給部である記録材供給装置１３とにより、デジタルプリンタなどの画像形成装置本体を構成する。この画像形成装置本体には、図６に示すように、記録材供給装置１３から画像記録装置１２を経て記録材排出部１６まで記録材を搬送する搬送部１７が配されている。また、画像形成装置本体に、画像読取装置である原稿画像読取装置１１をさらに備えることにより、デジタル複写機やファクシミリ装置などを構成することができる。
【０１３６】
画像形成装置の動作について、以下に説明する。ここで、図７は、原稿画像読取装置１１の構成を示す。
【０１３７】
まず、原稿画像読取装置１１が原稿を読み取って画像データを取得し、画像データを画像記録装置１２に出力する。画像記録装置１２は、入力された画像データに適切な画像処理を施す。
【０１３８】
一方、記録材供給装置１３からは、印刷用紙およびＯＨＰ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シートなどのシート状の記録材（記録紙）が１枚ずつ分離して搬出され、搬送部１７によって画像記録装置１２に搬送される。
【０１３９】
そして、画像記録装置１２により、画像データに基づく画像が記録材に形成（印刷）される。画像が印刷された記録材は、搬送部１７によって記録材排出部１６まで搬送されて装置外部に排出される。
【０１４０】
また、原稿画像読取装置１１には、図７に示すように、原稿供給部もしくは原稿回収部である原稿トレイ１８が取り付けられている。
【０１４１】
この原稿トレイ１８が原稿供給部として働く場合は、複数ページからなる一連の原稿を原稿トレイ１８に載置する。この場合、原稿トレイ１８は、載置された原稿を１枚ずつ分離して連続的に読取部に供給することができる。
【０１４２】
一方、原稿トレイ１８が原稿回収部として働く場合は、連続的に排出される読み取り済み原稿を、原稿トレイ１８で受けて保持する。
【０１４３】
なお、読み取った一連の原稿を複数部印刷する場合に、印刷された記録材を記録材排出部１６に排出すると、同じページが印刷された記録材が連続して排出されるなど混合されてしまうため、印刷後にユーザが記録材を分別しなければならない。
【０１４４】
そこで、図６に示すように、画像形成装置本体に後処理装置１４を取り付けることにより、例えば、記録材が混合しないように複数の排出トレイに区別して排出することが可能となっている。また、画像形成装置本体と後処理装置１４とは所定の距離を隔てて設置されており、画像形成装置本体と後処理装置１４との間には空間が形成される。
【０１４５】
なお、画像形成装置本体と後処理装置１４とは外部搬送部１９によって接続されており、画像が印刷された記録材は、搬送部１７から外部搬送部１９を経て後処理装置１４まで搬送される。
【０１４６】
また、省エネルギー化および低コスト化などの観点から、印刷用紙などの記録材では、その両面に画像を印刷する機能が求められている。この機能は、片面に画像が印刷された記録材を、その表裏を反転させて再び画像記録装置１２に搬送する両面印刷用搬送部２１によって実現可能となっている。
【０１４７】
片面に印刷された記録材は、記録材排出部１６にも後処理装置１４にも搬送されず、両面印刷用搬送部２１で表裏が反転されて、再び画像記録装置１２の後述する電子写真プロセス部に搬送される。画像記録装置１２は、画像が印刷されていない面に画像を印刷することで両面印刷が可能となる。
【０１４８】
さらに、記録材供給装置１３に保持可能な種類または数量を越える記録材を供給したい場合は、機能拡張用の周辺装置として外部記録材供給装置１５を画像形成装置本体に取り付け、所望の種類および数量の記録材を外部記録材供給装置１５に収容することで供給可能となっている。
【０１４９】
次に、画像形成装置を構成する各装置および部位について詳細に説明する。
【０１５０】
図８は、画像記録装置１２の構成を示す図である。同図に示すように、画像記録装置１２の略中央左側には、感光体ドラム２２を中心とする電子写真プロセス部が配置されている。
【０１５１】
電子写真プロセス部は、感光体ドラム２２を中心としてその周囲に、感光体ドラム２２表面を均一に帯電させる帯電ユニット３１と、均一に帯電された感光体ドラム２２に光像を走査して静電潜像を書き込む光走査ユニット２４と、光走査ユニット２４によって書き込まれた静電潜像を現像剤により現像する現像ユニット２５と、感光体ドラム２２表面に記録現像された画像を記録材に転写する転写ユニット２６と、感光体ドラム２２表面に残留した現像剤を除去して感光体ドラム２２に新たな画像を記録することを可能とするクリーニングユニット２７等などが順次配置されている。
【０１５２】
電子写真プロセス部（像転写装置）の上方には、定着装置２３が配置されており、転写ユニット２６によって画像が転写された記録材を順次受け入れ、記録材に転写された現像剤（トナーＴ）を加熱定着する。
【０１５３】
画像が印刷された記録材は、印刷面を下に向けた状態（フェイスダウン）で画像記録装置１２上部の記録材排出部１６から排出される。なお、このクリーニングユニット２７により除去された残留現像剤は回収され、現像ユニット２５の現像剤供給部２５ａに戻されて再利用される。
【０１５４】
画像記録装置１２の下部には、記録材を収容する記録材供給部２０が装置内に内装されて配置されている。記録材供給部２０は、記録材を１枚ずつ分離して電子写真プロセス部に供給する。
【０１５５】
搬送部１７は、複数のローラおよびガイドからなり、記録材は、記録材供給部２０から、ローラ間、ガイド間および感光体ドラム２２と転写ユニット２６との間などで規定される第１の搬送経路を通り、画像が印刷された後、ローラ間、ガイド間および定着装置２３のローラ間などで規定される第２の搬送経路を通って記録材排出部１６に排出される。
【０１５６】
なお、この記録材供給部２０に記録材をセットする場合は、画像記録装置１２の搬送方向に直交する方向、即ち、前面側方向に記録材収容トレイを引き出して記録材の補給、あるいは記録材の交換などを行う。
【０１５７】
また、画像記録装置１２の下面には、増設ユニットの記録材供給装置１３から送られてくる記録材を受け入れ、感光体ドラム２２と転写ユニット２６との間に向かって順次供給するための記録材受け入れ部３２が設けられている。
【０１５８】
さらに、光走査ユニット２４周辺の空隙部には、電子写真プロセス部をコントロールするプロセスコントロールユニット（ＰＣＵ）基板、装置外部からの画像データを受け入れるインターフェイス基板、インターフェイス基板から受け入れられた画像データおよび原稿画像読取装置１１が読み取った画像データに対して所定の画像処理を施し、光走査ユニットにより画像として走査記録させるためのイメージコントロールユニット（ＩＣＵ）基板、そして、これら各種基板、ならびにユニットに対して電力を供給する電源ユニット等が配置されている。
【０１５９】
なお、画像記録装置１２単体でもインターフェイス基板を介してパーソナルコンピュータなどの外部機器と接続し、外部機器からの画像データを記録材に形成するプリンタとして動作させることが可能である。
【０１６０】
上記の説明においては、画像記録装置１２内に内装された記録材供給部２０は１つとして説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、それ以上の記録材供給部を装置内に内装することも可能である。
【０１６１】
図９は、増設ユニットの記録材供給装置１３の構成を示す断面図である。記録材供給装置１３は、記録材供給部２０だけでは記録材の数量が不足する場合などに画像記録装置１２の一部として増設することができる。
【０１６２】
記録材供給装置１３は、記録材供給部２０に収容される記録材よりも大きなサイズの記録材を収容することも可能であり、収容されている記録材を１枚ずつ分離して、記録材供給装置１３上面に設けられた記録材排出部３３に向かって搬出する。
【０１６３】
記録材供給装置１３において、トレイは、記録材収容トレイ３４ａ〜３４ｃの３段からなり、積層された記録材収容トレイ３４ａ〜３４ｃの中から所望する記録材を収容した記録材収容トレイを、ＰＣＵなどが制御して選択的に動作させ、収容されている記録材を分離搬出する。
【０１６４】
搬出された記録材は、記録材排出部３３から画像記録装置１２の下部に設けられた記録材受け入れ部３２を通って電子写真プロセス部へと至る。なお、記録材供給装置１３に記録材をセットする場合は、記録材供給装置１３の前面側方向に記録材収容トレイ３４ａ〜３４ｃのいずれかを引き出して記録材の補給、あるいは記録材の交換などを行うものである。
【０１６５】
上記の説明では３つの記録材収容トレイ３４ａ〜３４ｃが積層された場合について説明しているが、積層するトレイのかすは、例えば、少なくとも１つ、もしくは３つ以上とすることができる。
【０１６６】
なお、記録材供給装置１３の下面には、複数の車輪３５…が設けられており、増設時などに容易に記録材供給装置１３を含む画像形成装置本体が移動可能となっている。また、ストッパ３６によって設置場所に固定することも可能である。
【０１６７】
図１０は、外部記録材供給装置１５の構成を示す図である。外部記録材供給装置１５は、画像記録装置１２が備える記録材供給装置１３に収容可能な種類および数量を越える記録材を収容することが可能であると共に、収容されている記録材を１枚ずつ分離して、装置右側面上部に設けられた記録材排出部３７に向かって搬出する。
【０１６８】
記録材排出部３７から搬出された記録材は、画像記録装置１２の左側面下部に設けられた外部記録材受け入れ部３８（図８参照）へと受け渡される。
【０１６９】
外部記録材供給装置１５に記録材をセットする場合は、外部記録材供給装置１５の上部に形成された図５に示す補給口１５１から記録材の補給、あるいは記録材の交換などを行う。また、補給口１５１には開閉可能な蓋１５２が設けられ、補給あるいは交換などの場合以外では、補給口が閉じられている構成にしてもよい。
【０１７０】
なお、外部記録材供給装置１５の下面には、複数の車輪３９…が設けられており、増設時などに容易に移動可能となっている。また、ストッパによって設置場所に固定することも可能である。
【０１７１】
図１１は、後処理装置１４の構成を示す図である。同図に示すように、後処理装置１４は、画像形成装置本体と所定の距離を隔てて設置される。後処理装置１４と画像形成装置本体とは、外部搬送部１９によって接続されており、画像形成装置本体によって画像が印刷された記録材は、外部搬送部１９を経て後処理装置１４に搬送される。
【０１７２】
なお、外部搬送部１９の一端は、図６に示すように、画像記録装置１２の外部排出部２１２と接続し、他端は、後処理装置１４の記録材受け入れ部４１と接続している。
【０１７３】
後処理装置１４は、図１１に示すように、搬送された記録材を排出トレイ４２あるいは排出トレイ４３に選択的に排出可能なソート搬送部４４を有している。ソート搬送部４４は、複数のローラ４５…、ガイドおよび搬送方向切換ガイド４６からなり、搬送方向切換ガイド４６を制御することによって排出先を切り換えることができる。ユーザは、記録材の排出先として排出トレイ４２・４３のいずれかを選択することが可能で、画像が印刷された記録材を区別して排出することができる。
【０１７４】
なお、後処理としては、上述のようなソータ処理以外に、所定枚数の記録材に対してステープル処理を施したり、Ｂ４，Ａ３サイズなどの印刷用紙を紙折りしたり、記録材にファイリング用の穴をあけたりする後処理を施すことも可能である。
【０１７５】
また、後処理装置１４の下面には、車輪４８が設けられており、容易に移動させることが可能である。
【０１７６】
なお、外部搬送部１９の構成としては特に限定されるものではなく、外部搬送部１９が後処理装置１４に備えられ、外部搬送部１９と画像記録装置１２とが着脱可能に構成されていてもよいし、外部搬送部１９と後処理装置１４および画像形成装置本体２０とが、着脱可能に構成されていてもよい。
【０１７７】
図７は、原稿画像読取装置１１の構成を示す図である。原稿画像読取装置１１は、シート状の原稿を自動原稿供給装置（ＡＤＦ）により自動的に供給して１枚ずつ順次露光走査し、原稿を読み取る自動読み取りモードと、ブック状の原稿、もしくはＡＤＦによる自動供給が不可能なシート状の原稿を手動操作によりセットして原稿を読み取る手動読み取りモードとで動作可能である。
【０１７８】
自動もしくは手動によって読取部である透明な原稿読取台４９上にセットされた原稿の画像は、露光走査して光電変換素子上に結像され、電気的信号に変換されて画像データを取得する。取得した画像データは、画像記録装置１２との接続部を介して出力される。
【０１７９】
また、両面原稿を読み取る場合、原稿搬送経路に沿って原稿を搬送する過程において、原稿の両面から原稿画像を同時に走査して読み取ることが可能である。
【０１８０】
原稿の下面の読み取りについては、原稿台下面を走査する移動走査露光光学系が、原稿搬送経路の所定の位置に停止した状態でＣＣＤまで光像を導き、原稿画像を読み取る構成となっている。また、原稿の上面の読み取りについては、原稿搬送経路の上方に位置し、原稿を露光する光源、光像を光電変換素子まで導く光学レンズ、光像を画像データに変換する光電変換素子などから一体的に構成される密着センサ（ＣＩＳ）が配置されている。
【０１８１】
両面原稿の読み取りが選択されると、原稿供給部１１１にセットされた原稿が順次搬送され、搬送に伴って両面の画像がほぼ同時に読み取られる。
【０１８２】
原稿画像読取装置１１には、原稿トレイ１８が取り付けられている。原稿トレイ１８、読み取り前の原稿を供給する場合、もしくは読み取り済みの原稿を受ける場合に使用する。原稿を供給する場合、原稿トレイ１８に読み取り前の原稿を載置すると、ＡＤＦの取り込み部が原稿を取り込み、原稿読取台４９に搬送する。読み取られた原稿は、原稿排出部によって、装置外に排出される。原稿を受ける場合、原稿供給部１１１に原稿を載置すると、ＡＤＦの取り込み部が原稿を取り込み、原稿読取台４９に搬送する。読み取られた原稿は、原稿排出部によって、原稿トレイ１８に排出される。
【０１８３】
図１２は、両面印刷用搬送装置２１の構成を示す図である。両面印刷用搬送装置２１は、両面印刷用搬送部を有し、図８に示した画像記録装置１２の左側面に取り付けられる。
【０１８４】
両面印刷用搬送部は、複数のローラ２１０…を備え、定着装置２３から排出された記録材を、画像記録装置上部の排出部１６を用いてスイッチバック搬送する。即ち、記録材の表裏を反転し、再度、画像記録装置１２の電子写真プロセス部の感光体ドラム２２と転写装置２６との間に向かって記録材を供給することができる。
【０１８５】
なお、画像形成装置１２において、装置上部の排出部１６に向かって記録材を排出する搬送経路において印刷された記録材をスイッチバック搬送することにより、図１１に示す後処理装置１４や図１２に示す両面印刷用装置２１に記録材を導くことが可能となる。
【０１８６】
【発明の効果】
本発明の加熱装置は、以上のように、互いに圧接する第１加熱部材と第２加熱部材とが備えられ、上記第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を、未定着のトナー画像が形成された記録材が通過することにより、上記記録材が加熱される加熱装置において、上記第１加熱部材を加熱するための内部熱源と、上記トナー画像が形成された記録材の面とは反対側の面に接する第２加熱部材の表面近傍を加熱するために第２加熱部材の外部に設けられた誘導加熱手段とを備えていることを特徴としている。
【０１８７】
上記構成によれば、第２加熱部材の加熱手段に誘導加熱手段を用いているため、第２加熱部材を直接発熱させることができる。
【０１８８】
それゆえ、外部の高温体（例えば外部加熱ローラ）に第２加熱部材を接触させることで熱を与える方式（例えば外部ローラ加熱方式）と比較して、格段に加熱効率（熱供給効率）に優れ、同時に加熱できる範囲も広い。
【０１８９】
すなわち、より短時間で第２加熱部材を昇温させることが可能となり、また、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）の点でも優れている。
【０１９０】
また、誘導加熱方式では、外部ローラ加熱方式とは異なり、外部加熱手段である誘導加熱手段自体はほとんど発熱しないため、外部加熱手段からの放熱による消費電力の無駄が低減され、消費電力の低減化（省エネルギー）が可能である。
【０１９１】
さらに、第２加熱部材の外部に設けられた誘導加熱手段により加熱対象（第２加熱部材）を直接発熱させる上記構成は、高温体に第２加熱部材を接触させる外部ローラ加熱方式のように第２加熱部材と外部加熱ローラとの接触音等が発生することがなく、静粛性に優れている。
【０１９２】
また、本発明の加熱装置は、以上のように、互いに圧接する第１加熱部材と第２加熱部材とが備えられ、上記第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域を被加熱材が通過することにより、上記被加熱材が加熱される加熱装置において、上記第１加熱部材および第２加熱部材の少なくとも一方に、誘導加熱により加熱される発熱体と、この発熱体を誘導加熱する誘導加熱手段とが備えられており、上記誘導加熱手段は、上記発熱体から放射される熱を、この発熱体の方へ反射する熱反射機能を有することを特徴としている。
【０１９３】
上記構成よれば、第１加熱部材および／または第２加熱部材の加熱手段に誘導加熱手段を用いているため、加熱対象物（第１加熱部材および／または第２加熱部材）を直接発熱させることができる。
【０１９４】
それゆえ、外部の高温体（例えば外部加熱ローラ）に上記加熱対象物を接触させることで熱を与える方式（例えば外部ローラ加熱方式）と比較して、格段に加熱効率（熱供給効率）に優れ、同時に加熱できる範囲も広い。
【０１９５】
すなわち、より短時間で上記加熱対象物を昇温させることが可能となり、また、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）の点でも優れている。
【０１９６】
また、誘導加熱方式では、外部ローラ加熱方式とは異なり、外部加熱手段である誘導加熱手段自体はほとんど発熱しないため、外部加熱手段からの放熱による消費電力の無駄が低減され、消費電力の低減化（省エネルギー）が可能である。
【０１９７】
さらに、上記加熱対象物を直接発熱させる上記構成は、高温体に上記加熱対象物を接触させる外部ローラ加熱方式のように上記加熱対象物と外部加熱ローラの接触音等が発生することがなく、静粛性に優れている。
【０１９８】
さらに、上記構成によれば、発熱体から放射された熱は、誘導加熱手段の熱反射機能によって発熱体の方へ反射されるため、発熱体からの放射熱による熱損失を抑制することができる。
【０１９９】
これにより、上記加熱対象物を短時間で昇温できるとともに、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【０２００】
なお、上記した、第１加熱部材に内部熱源を設けた構成においても、第２加熱部材を誘導加熱する誘導加熱手段に熱反射機能をもたせるのが望ましい。
【０２０１】
本発明の加熱装置においては、上記第１加熱部材に内部熱源を設ける構成において、第２加熱部材のみならず、第１加熱部材にも誘導加熱により加熱される発熱体を備えることが望ましい。
【０２０２】
このようにすれば、第２加熱部材を加熱する誘導加熱手段からの漏れ磁束の一部は、第１加熱部材にも吸収され、第１加熱部材の発熱に寄与しうる。これにより、誘導加熱手段で発生した磁束を有効に利用でき、加熱装置全体の熱供給効率を向上させることができる。よって、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【０２０３】
また、本発明の加熱装置においては、上記第２加熱部材が円筒状の回転体であって、上記誘導加熱手段が、第２加熱部材の外周部の一部に沿って設けられた誘導加熱コイルを有していることが望ましい。
【０２０４】
上記構成によれば、第２加熱部材の外周部（側面）の一部に沿って設けられた誘導加熱コイルによって、第２加熱部材の発熱体が加熱され、これにより、第２加熱部材の外周部（側面）を、温度ムラなく加熱することができる。
【０２０５】
また、誘導加熱コイルが回転体の外周部の一部に沿って（曲率をもって）、配されていることから、誘導コイルの中心側に磁束が集中し、渦電流の発生量が多くなる。これにより、第２加熱部材を、より短時間で昇温させることができる。
【０２０６】
また、本発明の加熱装置においては、上記誘導加熱コイルと第２加熱部材との間に熱反射層、例えば、誘導加熱コイルを支持する樹脂層表面にメッキ処理を施されたものが設けられていることが望ましい。
【０２０７】
また、上記誘導加熱コイルの表面に熱反射のためのメッキ処理を施してもよい。
【０２０８】
上記構成によれば、第２加熱部材表面からの熱損失を抑制することができるため、第２加熱部材を短時間で昇温できるとともに、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【０２０９】
また、第２加熱部材から放射された熱は、熱反射層あるいはメッキ処理された誘導加熱コイル表面で第２加熱部材の方へ反射されるため、上記放射された熱が、誘導加熱コイルを熱することがない。すなわち、誘導加熱コイルの温度上昇に伴ってその電気抵抗値が増大し、誘導加熱コイル自体がジュール熱によって過度に発熱してしまうことを防止できる。
【０２１０】
したがって、第２加熱部材表面からの放熱による熱損失および誘導加熱コイルでの熱（エネルギー）損失を抑制することが可能となり、加熱装置の省エネルギー（消費電力の低減化）を実現することができる。
【０２１１】
本発明の加熱装置は、第２加熱部材が回転状態である場合にのみ、上記誘導加熱手段を動作させる加熱制御手段を有することが望ましい。
【０２１２】
例えば、第１加熱部材に内部熱源が備えられている場合に、第１加熱部材および第２加熱部材を非回転状態で加熱する第１のウオームアップモードと、第１のウオームアップモードの後、第１加熱部材および第２加熱部材を回転状態で加熱する第２のウオームアップモードと、加熱装置に被加熱材を通過させるヒーティングモードと、第１加熱部材および第２加熱部材を非回転状態で予熱する待機モードとの４つの動作モードを設定し、上記加熱制御手段によって、第１のウオームアップモード時および待機モード時においては上記内部熱源のみ動作させ、上記誘導加熱手段を第２のウオームアップモード時及びヒーティングモード時にのみ動作させるとよい。
【０２１３】
上記構成によれば、第２加熱部材が回転状態でないときには、誘導加熱手段を動作させないことで、第２加熱部材の、誘導加熱コイルに取り囲まれた外周部分のみが過度に加熱され、他の外周部分との加熱ムラの発生や過加熱部分でのローラ破損を防止することができる。
【０２１４】
本発明の加熱装置は、上記被加熱材の圧接領域の通過時間が２３ｍｓｅｃ以下であることが望ましい。
【０２１５】
このような高速機には、高熱効率、低消費電力という上記した本発明の加熱装置の効果がより顕著となる。
【０２１６】
本発明の定着装置は、未定着のトナーを定着させるため、上記加熱装置を備えている。
【０２１７】
上記加熱装置は第２加熱部材を直接発熱させるため、上記の作用効果に加えて、外部ローラ加熱方式の問題点の１つである、トナーや鉄粉による外部加熱ローラの汚染に起因する記録材の裏汚れ等を防止することができる。
【０２１８】
本発明の加熱方法は、第１加熱部材と第２加熱部材とが圧接する圧接領域に、未定着のトナー画像が形成された記録材を通過させることによって、上記記録材を加熱する加熱方法であって、上記第１加熱部材をこの第１加熱部材に設けられた内部熱源によって加熱し、上記トナー画像が形成された記録材の面とは反対側の面に接する第２加熱部材の表面近傍を、誘導加熱することを特徴としている。
【０２１９】
それゆえ、外部の高温体（例えば外部加熱ローラ）に第２加熱部材を接触させることで熱を与える方法（例えば外部ローラ加熱方式）と比較して、格段に加熱効率（熱供給効率）に優れ、同時に加熱できる範囲も広い。
【０２２０】
すなわち、より短時間で第２加熱部材を昇温させることが可能となり、同時に、加熱に伴う消費電力の低減化（省エネルギー）を実現できる。
【０２２１】
また、誘導加熱手段自体はほとんど発熱しないため、消費電力の低減化（省エネルギー）の点でも優れている。
【０２２２】
さらに、加熱対象物（第２加熱部材）を直接発熱させる上記方法は、上記外部ローラ加熱方式のように２加熱部材と外部加熱ローラの接触音等が発生することがなく、静粛性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係る定着装置の要部の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の他の形態に係る定着装置の要部の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の定着装置の駆動制御のシーケンスを示す図である。
【図４】外部加熱ローラを用いた従来の定着装置の要部の概略構成を示す図である。
【図５】図１に示す加熱装置を備えた画像形成装置の斜視図である。
【図６】上記画像形成装置の内部の構成を示す図である。
【図７】上記画像形成装置における原稿画像読取装置の構成を示す図である。
【図８】上記画像形成装置における画像記録装置の構成を示す図である。
【図９】上記画像形成装置における記録材供給装置の構成を示す図である。
【図１０】上記画像形成装置における外部記録材供給装置の構成を示す図である。
【図１１】上記画像形成装置における後処理装置の構成を示す図である。
【図１２】上記画像形成装置における両面印刷用搬送部の構成を示す図である。
【符号の説明】
２３    定着装置（加熱装置）
２３１    定着ローラ（第１加熱部材）
２３２    加圧ローラ（第２加熱部材）
２３２ｄ  発熱層（発熱体）
２３４，２３５    ヒータランプ
２３７，２３８，２３９    温度センサ
２４１    誘導加熱コイルユニット（誘導加熱手段）
２４１ａ  誘導加熱コイル
２４１ｃ  熱反射層
２４１ｅ  （熱反射）メッキ
２４３    加熱制御回路（加熱制御手段）
Ｙ      定着ニップ部（圧接領域）
Ｐ      記録紙（記録材、被加熱材）
Ｔ
【図１】
2004245902.tif 000004
【図２】
2004245902.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004245902.tif 000009
【図７】
2004245902.tif 000010
【図８】
2004245902.tif 000011
【図９】
2004245902.tif 000012
【図１０】
2004245902.tif 000013
【図１１】
2004245902.tif 000014
【図１２】
2004245902.tif 000015