(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層を有する筒状の回転体と、
前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、
を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、
前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、
前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、
前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、
前記凸部の高さは前記凹部の深さより長いことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
導電層を有する筒状の回転体と、
前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、
を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、
前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、
前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、
前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、
前記凸部は、その先端に向うほど細くなる形状であり、前記凹部は、その底に向うほど間隔が狭くなる形状であることを特徴とする定着装置。
【請求項３】
導電層を有する筒状の回転体と、
前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、
を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、
前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、
前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、
前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、
前記凸部の根元の幅は、前記凹部の先端の間隔より狭いことを特徴とする定着装置。
【請求項４】
導電層を有する筒状の回転体と、
前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、
を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、
前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、
前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、
前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、
前記凸部の先端の幅は、前記凹部の底の間隔より狭いことを特徴とする定着装置。
【請求項５】
導電層を有する筒状の回転体と、
前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、
を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、
前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、
前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、
前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、
前記凸部の傾斜面の角度は、前記凹部の傾斜面の角度より大きいことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
前記装置は更に、前記第２の磁性材と前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップする第３の磁性材を有し、前記第２の磁性材の前記凹部が設けられた端部とは反対側の端部には凸部が設けられており、前記第３の磁性材には前記第２の磁性材の凸部と対向する凹部が設けられていることを特徴とする請求項１〜５いずれか一項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記第２の磁性材の周方向に関し、前記第１の磁性材の凸部の位相と前記第２の磁性材の凸部の位相は略同じであることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項８】
前記第２の磁性材の周方向に関し、前記第１の磁性材の凸部の位相と前記第２の磁性材の凸部の位相は異なることを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
【請求項９】
前記装置は更に、前記凸部と前記凹部が接触するように付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項１〜８いずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記付勢部材の付勢方向は前記コイルの螺旋軸と平行な方向であることを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
【請求項１１】
前記回転体は可撓性を有することを特徴とする請求項１〜１０いずれか一項に記載の定着装置。
【請求項１２】
導電層を有する筒状の回転体と、
前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、
を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、
前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、
前記第１及び第２の磁性材は付勢部材で付勢されることにより互いに接触していることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
前記付勢部材の付勢方向は前記コイルの螺旋軸と平行な方向であることを特徴とする請求項１２に記載の定着装置。
【請求項１４】
前記回転体は可撓性を有することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に搭載される定着装置は、熱を用いてトナーを溶融し、記録材に定着させる加熱定着方式が一般的である。加熱定着方式の一形態として、近年、電磁誘導加熱方式の定着装置が開発され実用化されている。電磁誘導加熱方式の定着装置は、定着可能温度まで昇温させるのに必要なウォームアップ時間が短いという利点がある。
【０００３】
特許文献１には、発熱する回転体であるの発熱ローラ（発熱ベルト）の導電層の厚みや導電層の材質の制約が小さい電磁誘導加熱方式の定着装置が開示されている。
【０００４】
電磁誘導加熱方式の定着装置は、一般的に、コイルにより発生する磁力線を磁性材（磁性コア）で所望の形状となるように誘導している。磁性コアとして、フェライト等の強磁性のセラミックスを用いるのが一般的である。フェライト等のセラミックスは型を用いて成形されるので、サイズが大きいほど形状の精度を出しづらく、製造が困難であり、コストが高くなってしまう。そこで、一般的に、小型の磁性コアを複数個並べて使用する構成が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０２６２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、コイルとして螺旋形状のものを使用し、コイルの内部に磁性コアを配置する構成の定着装置においては、各磁性コア間に隙間があると、隙間に対応する位置で発熱量が低下し、発熱ローラの発熱分布が不均一になってしまう。特に、特許文献１に開示されているような、磁性コアの端部から出る磁力線の殆どが、発熱ローラの外を通り磁性コアの他端に戻る形状となる装置では、磁性コア間の隙間が発熱分布に与える影響が大きいことが判ってきた。発熱分布が不均一になると、定着後の画像の品質が低下してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、磁性材間の隙間に対応する位置での発熱量の低下を抑えられる定着装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の課題を解決するための本発明は、導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、前記凸部の高さは前記凹部の深さより長いことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、前記凸部は、その先端に向うほど細くなる形状であり、前記凹部は、その底に向うほど間隔が狭くなる形状であることを特徴とする。
また、本発明は、導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、前記凸部の根元の幅は、前記凹部の先端の間隔より狭いことを特徴とする。
また、本発明は、導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、前記凸部の先端の幅は、前記凹部の底の間隔より狭いことを特徴とする。
また、本発明は、導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、前記第１の磁性材には前記第１の磁性材の外径よりも小さく前記コイルの螺旋軸の方向に突出した凸部が設けられており、前記第２の磁性材には前記コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部が設けられており、前記凸部と前記凹部が嵌り合うことによって前記第１の磁性材と前記第２の磁性材は前記コイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしており、前記凸部の傾斜面の角度は、前記凹部の傾斜面の角度より大きいことを特徴とする。
また、本発明は、導電層を有する筒状の回転体と、前記回転体の内部に配置されており、前記導電層を電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルと、を有し、前記回転体からの熱で記録材に形成された未定着画像を記録材に定着する定着装置において、前記コイルの内部には、前記交番磁界の磁力線を誘導するための、第１及び第２の磁性材が設けられており、前記第１及び第２の磁性材は付勢部材で付勢されることにより互いに接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁性材間の隙間に対応する位置での発熱量の低下を抑えられる定着装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置の構成図
【図２】定着装置の断面図
【図３】定着装置の正面図
【図４】加熱ユニットの制御部のブロック図
【図５】コイルにより発生する磁界及び導電層に流れる電流を示す図
【図６】コアの分割による影響を説明する図
【図７】実施例１のコア及び発熱分布の説明図
【図８】実施例１のコアの形状を説明する図
【図９】外力が加わった場合のコアの動きを説明する図
【図１０】実施例１のコアの斜視図
【図１１】変形例１のコアの斜視図
【図１２】変形例２のコアの斜視図
【図１３】変形例３のコアの断面及び斜視図
【図１４】変形例４のコアの断面及び斜視図
【図１５】実施例２のコア及び発熱分布の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１３】
（実施例１）
図１は画像形成装置１００の概略構成図である。画像形成装置１００は、電子写真記録技術を用いたレーザビームプリンタである。
【００１４】
３１は画像形成装置の制御部であるコントローラであり、ＲＯＭ３２ａ、ＲＡＭ３２ｂ、タイマ３２ｃ等を有するＣＰＵ（中央演算処理装置）３２、及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。１０１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体であり、矢印の方向に所定の速度で回転する。感光体１０１は、回転中に、表面が所定の極性・電位となるように帯電ローラ１０２により帯電処理される。１０３はレーザビームスキャナであり、イメージスキャナやコンピュータ４２等の外部機器から入力する画像情報に対応してオン／オフ変調したレーザ光Ｌを出力する。このレーザ光Ｌにより感光体１０１の帯電処理済みの表面が露光され、感光体１０１表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。１０４は現像装置であり、現像ローラ１０４ａから感光体１０１表面に現像剤（トナー）を供給し感光体１０１表面の静電潜像がトナー像となるように現像する。１０５は給紙カセットであり、記録材Ｐが収納されている。１０７はレジストローラであり、感光体に形成されたトナー像の先端と記録材の所定位置が合うように記録材Ｐを搬送するものである。給紙スタート信号が入力すると給紙ローラ１０６が駆動され、給紙カセット１０５内の記録材Ｐを一枚ずつ給紙する。給紙された記録材は、レジストローラ１０７で搬送タイミングが調整された後、感光体１０１と転写ローラ１０８とが当接する転写部位１０８Ｔに導入される。転写部位１０８Ｔで記録材Ｐを挟持搬送する間、転写ローラ８には不図示の電源から転写バイアスが印加される。転写ローラ１０８に、トナーの帯電極性と逆極性の転写バイアスが印加されることで、感光体１０１上のトナー像が記録材Ｐに転写される。その後、トナー像が転写された記録材Ｐは、感光体１０１表面から分離され、搬送ガイド１０９を通って定着ユニットＡに導入される。記録材上のトナー像（未定着画像）は定着ユニットで加熱され記録材に定着される。定着ユニットを通過した記録材Ｐは、排紙口１１１を介して排紙トレイ１１２上に排出される。一方、記録材Ｐが分離した後の感光体１０１表面はクリーニング部１１０でクリーニングされる。なお、本例のプリンタは、記録材の幅方向中央を、後述する記録材の搬送基準ＣＲに合わせて搬送する中央基準のプリンタである。
【００１５】
定着ユニットＡは電磁誘導加熱方式の定着装置である。具体的には、コイルにより発生する磁束により回転体の導電層を電磁誘導発熱させ、回転体の熱により記録材に形成された画像を記録材に定着する定着装置である。図２は定着ユニットの断面図、図３は定着ユニットの正面図、図４は定着ユニットに設けたコイルユニットの斜視図である。図５（ａ）及び（ｂ）はコイルにより生じる磁界の様子及び回転体に流れる電流を示している。定着ユニットＡは、後述する定着スリーブ１やコイルユニットを有する加熱ユニットと、加圧部材８を有し、加熱ユニットと加圧部材の間に未定着トナー像を担持する記録材Ｐを挟持搬送する定着ニップ部Ｎを形成している。なお、後述するように、本例の磁性コア２は複数の小型の磁性コアを並べて構成したものであるが、図１〜５においては、説明を簡素化するため一つのコアにしている。
【００１６】
加圧部材としての加圧ローラ８は、芯金８ａと、シリコーンゴム等で形成された弾性層８ｂと、フッ素樹脂等で形成された離型層８ｃを有する。芯金８ａの両端部は、定着ユニットの不図示の装置シャーシ間に、軸受けを介して回転自由に保持されている。また、図３に示す加圧用ステイ（金属製の補強部材）５の両端部と装置シャーシ側のバネ受け部材１８ａ、１８ｂとの間にそれぞれ加圧バネ（本例では圧縮バネ）１７ａ、１７ｂを設けることで加圧用ステイ５に押し下げ力を作用させている。本実施例の定着ユニットＡでは、総圧約１００Ｎ〜２５０Ｎ（約１０ｋｇｆ〜約２５ｋｇｆ）の押圧力を与えている。これにより、耐熱性樹脂（ＰＰＳ等）で構成されたスリーブガイド部材６の下面と加圧ローラ８とが定着スリーブ１を挟んで圧接して定着ニップ部Ｎが形成される。加圧ローラ８は不図示の駆動手段により矢印の方向に駆動されており、定着スリーブ１は加圧ローラの回転に従動して回転する。１２ａ、１２ｂは定着スリーブの回転に従動して回転するフランジ部材である。フランジ部材は、スリーブガイド６の長手方向端部に回転自在に配置されている。定着スリーブが回転中に母線方向に寄り移動するとフランジ部材に突き当たり、定着スリーブに押されたフランジ部材は規制部材１３ａ（１３ｂ）に突き当たる。これにより、定着スリーブの寄り移動が規制部材によって規制される。フランジ部材は、ＬＣＰ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ：液晶ポリマー）等の耐熱性の良い材料で形成されている。
【００１７】
回転可能な筒状の回転体としての定着スリーブ１は直径１０〜５０ｍｍが好ましく、基層となる発熱層（導電層）１ａと、その外面に積層した弾性層１ｂと、スリーブ表面の離型層１ｃを有する、可撓性を有する部材である。発熱層１ａは金属フィルム（本例のスリーブの材質はステンレス）であり、膜厚は１０〜５０μｍが好ましい。弾性層１ｂはシリコーンゴムで形成されており、硬度２０度（ＪＩＳ−Ａ、１ｋｇ加重）程度、厚みは０．１ｍｍ〜０．３ｍｍが好ましい。離型層はフッ素樹脂のチューブであり、厚みは１０〜５０μｍが好ましい。発熱層１ａには後述する交番磁束の作用で誘導電流が発生する。この誘導電流で発熱層が発熱し、この熱が弾性層１ｂ及び離型層１ｃに伝達し、定着スリーブ１の周方向全体が加熱される。尚、定着スリーブの温度を検出する温度検出素子９、１０、１１については後述する。
【００１８】
次に、発熱層１ａに誘導電流を発生させる機構について詳述する。図４は加熱ユニットに設けたコイルユニットの斜視図である。コイルユニットは、回転体（定着スリーブ）１の内部に配置されており、導電層１ａを電磁誘導発熱させる交番磁界を形成するための螺旋形状のコイルを有する。コイルの螺旋軸は回転体１の母線方向と略平行である。コイルの内部には、交番磁界の磁力線（磁束）を誘導するための磁性材（コア又は磁性コアとも称する）２が設けられている。後述するように、本例の磁性コア２は複数の小型の磁性コアを並べて構成したものである。磁性コア２は、不図示の固定手段で定着スリーブ１の中空部を貫通して配置させてある。ＮＰ及びＳＰはコア２の磁極を示している。コア２は有端形状であり、コイルにより発生する磁束は開磁路を形成する。コアの材質は、ヒステリシス損が小さく比透磁率の高い材料が好ましい。例えば、焼成フェライト、フェライト樹脂、非晶質合金（アモルファス合金）、パーマロイ、等の、高透磁率の酸化物や合金で構成される強磁性体が好ましい。本例においては、比透磁率１８００の焼成フェライトを用いている。本例のコアは円柱形状であり、直径は５〜３０ｍｍが好ましい。Ａ４プリンタに搭載する定着装置である場合、コア２の長さは２８０ｍｍ程度が好ましい。なお、コイル３を巻いたコア２は樹脂製のカバー４で覆われており、カバー４に保持されている。
【００１９】
励磁コイル３は、単一導線を定着スリーブ１の中空部において、磁性コア２に螺旋状に巻き回して形成される。その際、コアの軸方向中央部よりも端部において間隔が密になるように巻かれている。長手寸法２８０ｍｍの磁性コア２に対し、励磁コイル３は１８回巻きつけられている。その巻間隔は端部において１０ｍｍ、中央部において２０ｍｍ、その中間において１５ｍｍとなっている。このように、コイルはコアの軸線Ｘに交差する方向に巻き回されている。
【００２０】
給電接点部３ａ、３ｂを介して高周波コンバータにより励磁コイル３に高周波電流Ｉ１を流すと、磁力線（磁束）が発生する。本例の装置は、図５（ａ）に示すように、コア２の端部から出る磁束の殆ど（７０％以上、好ましくは９０％以上、更に好ましくは９４％以上）が、定着スリーブの発熱層１ａよりも外を通ってコアの他端に戻るように設計されている。このため、スリーブ１の外を通る磁束を打ち消す磁束が発生するように、定着スリーブの発熱層には周方向に流れる誘導電流（周回電流）Ｉ２が発生する（図５（ｂ））。これにより、発熱層の周方向全体が発熱する。このように、定着スリーブの周方向に誘導電流が流れる構成にすると、定着スリーブの周方向全域が発熱するので、定着装置を定着可能な温度までウォームアップする時間を短くできるというメリットがある。また、コア２を有端形状とし、開磁路により、磁束の殆どが発熱層１ａの外を通るように構成している。このため、コアをループ形状として閉磁路を形成する構成の装置よりも小型化できるというメリットもある。なお、本例では電流Ｉ１を１００ｋＨｚの高周波交流としている。
【００２１】
定着ユニットＡの温度検出素子９、１０、１１は、図２に示すように定着ニップ部Ｎよりも定着スリーブの回転方向の上流側に配置され、定着スリーブの表面温度を検出する。また、定着ユニットの長手方向において、図３に示すように、定着スリーブの中央および両端部の温度を検出する。温度検出素子９、１０、１１としてサーミスタ等を用いている。中央部の温度検出素子９の検出温度が定着に適した制御目標温度を維持するように、コイルへの給電が制御される。また、定着スリーブ１の端部付近に配設された温度検出素子１０、１１は、小サイズ記録材Ｐを連続プリントした時の定着スリーブの非通紙域の昇温具合を検知することができる。尚、温度検出素子１０及び１１は、加圧ローラ８の軸方向端部に配置し、小サイズ記録材Ｐを連続プリントした時の加圧ローラの非通紙域の昇温具合を検知してもよい。
【００２２】
図４はプリンタ制御を行なう制御手段であるＣＰＵ３２、プリンタコントローラ４１、及びホストコンピュータの関係を示すブロック図である。プリンタコントローラ４１は後述するホストコンピュータ４２との間で通信と画像データの受信、及び受け取った画像データを画像形成装置１００が印字可能な情報に展開する。更に、エンジン制御部４３との間で信号のやり取り及びシリアル通信を行う。エンジン制御部４３はプリンタコントローラ４１との間で信号のやり取りを行い、さらに、シリアル通信を介して画像形成装置１００の各ユニット４４〜４６の制御を行う。定着温度制御部４４は温度検出素子９、１０、１１によって検出された温度を基に定着ユニットＡの温度制御を行うと共に、定着ユニットＡの異常検出等を行う。周波数制御手段としての周波数制御部４５は高周波コンバータ１６の駆動周波数の制御を、電力制御部４６は、高周波コンバータ１６の駆動をＯＮ・ＯＦＦして高周波コンバータ１６の電力の制御を行う。具体的には、温度検出素子９の検出温度が制御目標温度を維持するように高周波コンバータ１６の駆動をＯＮ・ＯＦＦする。ホストコンピュータ４２はプリンタコントローラ４１に画像データを転送したり、ユーザからの要求に応じてプリンタコントローラ４１に記録材Ｐのサイズ等、様々なプリント条件を設定する。
【００２３】
以上のような構成において、磁性コア２の製造コストを安くすることができ、かつ定着装置Ａに落下等の衝撃が与えられた際にも磁性コア２にクラック等の破損が発生しないように磁性コア２を３分割した構成について説明する。即ち、３つのコア２１〜２３でコア２を構成している。図６（ａ）は、磁性コア２の分割領域に隙間Ｄ１、Ｄ２が発生している加熱ユニットの正面図であり、図６（ｂ）は、その時の定着スリーブ１の長手方向の発熱分布を示す図である。
【００２４】
隙間Ｄ１及びＤ２の領域は空気層であるので透磁率が低い。そのため、図６（ｃ）に示すように磁性コアの両端部ＮＰ、ＳＰ部分以外の箇所ＭＰにおいても磁極が出来ており、分割領域においてコア長手方向に貫く磁力線が減少する。そのため、隙間Ｄ１、Ｄ２に対応する定着スリーブ１の領域に誘導される起電力も小さくなる。すると、図６（ｂ）のように、隙間Ｄ１、Ｄ２に対応する定着スリーブ１の温度が低くなる現象が起きる。図６（ｂ）は定着スリーブ１が２００℃を保つように制御した状態であるが、温度低下が発生している箇所では１７０℃となってしまう。各コアの分割領域に対応する部分の形状が平面である場合、１００μｍ程度の隙間が存在すると、この隙間部分に対応する定着スリーブ部分で３０℃程度の温度低下が生じる。なお、本例のプリンタはＡ４サイズ対応であり、図６（ｂ）に示す画像形成範囲は、記録材に形成可能な最大サイズの画像の範囲である。
【００２５】
図７は、実施例１のコアの断面図及び定着スリーブの発熱分布を示している。Ｃ１及びＣ２はコアの分割領域を示している。本例ではコア（第１の磁性材）２１、コア（第２の磁性材）２２、コア（第３の磁性材）２３の３つのコアを組み合わせることによって磁束を誘導する構成になっている。なお、３つのコアの外径は同じである（図８（ａ）にはコア２１の外径２１φと、コア２２の外径２２φを示してある）。
【００２６】
図７（ａ）に示すように、コア２１には凸部２１ａが設けられている。凸部２１ａは、コア２１の外径２１φよりも小さくコイルの螺旋軸の方向に突出した部分である。凸部２１ａに対向するコア２２の部分には、コイルの螺旋軸の方向に窪んだ凹部２２ｂが設けられている。そして、凸部２１ａと凹部２２ｂが嵌り合うことによってコア２１とコア２２はコイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップしている。コア２３は、コイルの螺旋軸の方向においてコア２２とオーバーラップする。コア２２の凹部２２ｂが設けられた端部とは反対側の端部には凸部２２ａが設けられており、コア２３にはコア２２の凸部２２ａと対向する凹部２３ｂが設けられている。コイル３を巻いた状態のコア２１、２２、２３は図７（ｃ）に示すように、コアホルダ４に収納されている。なお、コアホルダ４は、樋型の二つの分割ホルダの組み立て体であり、図７（ｃ）は、一方の分割ホルダのみを示している。
【００２７】
このように、凸部と凹部が嵌り合い、コア同士がコイルの螺旋軸の方向においてオーバーラップする構成にすることで、コアの分割領域Ｃ１、Ｃ２において、コアの内部を通る磁束の漏洩を低減することができる。図７（ｂ）は、本例のコアを採用した場合の定着スリーブの温度分布を示している。この図に示すように、分割領域に対応する位置の定着スリーブ１の温度低下を１９６℃に抑えることができる。
【００２８】
次に、定着装置Ａの落下等により定着装置Ａに衝撃が加わった場合でも、コアに与える負荷を抑えられる構成を説明する。コアホルダ４と、これに収納されるコア２１〜２３はガタを有している。したがって、衝撃が加わると、コア２１〜２３にはコアが変形してしまうような外力が加わってしまう。
【００２９】
図８（ａ）、（ｂ）は分割領域の拡大図、図９（ａ）、（ｂ）はコアに外力が加わった状態を示す図、図１０はコアの斜視図である。なお、図８及び図９では、分割領域Ｃ１の拡大図を示しているが、分割領域Ｃ２もＣ１と同様の形状なので分割領域Ｃ２の説明は割愛する。以下、耐衝撃性を向上させたコアの形状について説明する。
【００３０】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、凸部２１ａの高さＨ２１ａは凹部２２ｂの深さＨ２２ｂより長い。凸部２１ａは、その先端２１ａｔに向うほど細くなる形状であり、凹部２２ｂは、その底２２ｂｂに向うほど間隔が狭くなる形状である。凸部２１ａの根元の幅Ｗ２１ａｒは、凹部２２ｂの先端の間隔Ｗ２２ｂｔより狭い。凸部２１ａの先端の幅Ｗ２１ａｔは、凹部２２ｂの底の間隔Ｗ２２ｂｂより狭い。更に、凸部２１ａの傾斜面２１ａｓの角度θ２１ａは、凹部２２ｂの傾斜面２２ｂｓの角度θ２２ｂより大きい。
【００３１】
凹部２２ｂの先端の間隔Ｗ２２ｂｔと凸部２１ａの根元の幅Ｗ２１ａｒの差をＬ１とする（図８（ｂ）ではコアの中心軸を境にした一方のＬ１のみを示しているので、実際の差は図中のＬ１の２倍である）。また、凹部２２ｂの底の間隔Ｗ２２ｂｂと凸部２１ａの先端の幅Ｗ２１ａｔの差をＬ２（Ｌ２も実際の差は図中のＬ２の２倍である）とする。Ｌ１及びＬ２は、Ｌ２≦Ｌ１の関係を満たしている。
【００３２】
これにより、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、コア２１は、凸部２１ａの先端部を回転中心ＰＴとして上下方向（Ｚ方向）に揺動可能になり、定着装置の落下等によりコアに衝撃が加わった場合でも、その衝撃を緩和でき、コアの破損を防止できる。
【００３３】
また、本例のコアは、図１０に示すように、コア２２の周方向に関し、コア２１の凸部２１ａの位相とコア２２の凸部２２ａの位相は略同じであり、分割領域Ｃ１とＣ２における揺動可能方向はいずれもＺ方向である。しかしながら、図１１に示す変形例１のように、コア２２の周方向に関し、コア２１の凸部２１ａの位相とコア２２の凸部２２ａの位相が異なる構成でも構わない。図１１の例は、位相が９０度ずれている例である。図１１の例では、分割領域Ｃ１ではＺ方向に揺動可能となり、分割領域Ｃ２ではＹ方向に揺動可能となる。これにより、コアに加わる衝撃を更に緩和することができる。
【００３４】
図１２は変形例２のコアの斜視図を示している。断面は図８（ａ）と同じである。この変形例も３つのコア２２１、２２２、２２３に分割されている。そして、凸部２２１ａ、２２２ａが円錐形状となっており、凹部２２２ｂ、２２３ｂがすり鉢形状となっている。
【００３５】
図１３は変形例３のコアの断面図及び斜視図を示している。図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、凸部３２１ａの高さＨ３２１ａは凹部３２２ｂの深さＨ３２２ｂより長い。凸部３２１ａは、根元から先端３２１ａｔまで同じ太さであり、凹部３２２ｂは、その底３２２ｂｂに向うほど間隔が狭くなる形状である。凸部３２１ａの根元の幅Ｗ３２１ａｒは、凹部３２２ｂの先端の間隔Ｗ３２２ｂｔより狭い。凸部３２１ａの先端の幅Ｗ３２１ａｔは、凹部３２２ｂの底の間隔Ｗ３２２ｂｂより狭い。更に、凸部３２１ａの傾斜面３２１ａｓの角度θ３２１ａ（この例では９０°）は、凹部３２２ｂの傾斜面３２２ｂｓの角度θ３２２ｂより大きい。
【００３６】
凹部３２２ｂの先端の間隔Ｗ３２２ｂｔと凸部３２１ａの根元の幅Ｗ３２１ａｒの差Ｌ１と、凹部３２２ｂの底の間隔Ｗ３２２ｂｂと凸部３２１ａの先端の幅Ｗ３２１ａｔの差Ｌ２は、Ｌ２≦Ｌ１の関係を満たしている。
【００３７】
図１４は変形例４のコアの断面図及び斜視図を示している。図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、凸部３２１ａの高さＨ４２１ａは凹部４２２ｂの深さＨ４２２ｂより長い。凸部４２１ａは、先端４２１ａｔを頂点とする球面であり、凹部４２２ｂも、底４２２ｂｂを底とする球面である。凸部４２１ａの根元の幅Ｗ４２１ａｒは、凹部４２２ｂの先端の間隔Ｗ４２２ｂｔより狭い。更に、凸部２１ａの円弧面４２１ａｓの曲率は、凹部４２２ｂの円弧面４２２ｂｓの曲率より大きい。凹部４２２ｂの先端の間隔Ｗ４２２ｂｔと凸部４２１ａの根元の幅Ｗ４２１ａｒには差Ｌ１が設けられている。
【００３８】
以上のような変形例１〜４でも、コアに加わる衝撃を更に緩和することができる。
【００３９】
（実施例２）
図１５は、本実施例のコアの断面図、定着スリーブの発熱分布及び斜視図を示している。Ｃ１及びＣ２はコアの分割領域を示している。本例ではコア（第１の磁性材）５２１、コア（第２の磁性材）５２２、コア（第３の磁性材）５２３の３つのコアを組み合わせることによって磁束を誘導する構成になっている。本例は、３つのコアがバネ（付勢部材）５１ａ及び５１ｂで付勢されることにより、コア同士が接触する構成である。付勢部材の付勢方向はコイルの螺旋軸と平行な方向である。各コアの分割領域に対応する部分の形状は平面であり、したがって各コアは略円柱形状となっている。なお図１５（ｃ）においてコイル３は省略してある。
【００４０】
図１５（ａ）及び図１５（ｃ）に示すように、コイル３を巻いたコア５２１〜５２３は、コアホルダ４に挿入されている。コイルホルダの両端４ａ及び４ｂとコアとの間にはバネ５１ａとバネ５１ｂが設けられており、バネ５１ａ及び５１ｂの力Ｆ１、Ｆ２によりコアを両端から付勢している。バネ５１ａ及び５１ｂの付勢により分割領域Ｃ１及びＣ２おいてコア同士が接触するようになっている。なお、実施例では、Ｆ１及びＦ２を夫々２〜５Ｎ（約２００〜５００ｇｆ）に設定している。これにより、分割領域Ｃ１及びＣ２において隙間を発生させることがなくなり、図１５（ｂ）のように、画像形成範囲において均一に発熱させることが可能となる。
【００４１】
また、記録材の幅方向中央を記録材の搬送基準ＣＲ（本例では、画像形成範囲の中央０ｍｍの位置）に合わせて搬送する中央基準のプリンタに本例の定着装置を搭載する場合、コアを両端からバネ５１ａ及び５１ｂで付勢するのが好ましい。これにより、コアの軸方向におけるコアの中央が搬送基準ＣＲと一致しやすくなるので、画像形成範囲の両端の温度差を小さく抑えることができる。更に、図１５（ｃ）に示すように、基準ＣＲの位置でコア５２２をコアホルダ４に接着すれば（接着位置ＢＡ）、画像形成範囲の両端の温度差を更に小さく抑えることができる。
【００４２】
実施例２では、コアを両端からバネで付勢する例を示したが、コアの一端をコアホルダに当接させて、コアの他端からバネで付勢する構成でも構わない。このように一つのバネで付勢する構成は、記録材の搬送方向と平行な記録材の一辺を搬送基準に合わせて搬送する片側基準のプリンタに採用する場合に適している。
【００４３】
なお、実施例１に示したコアを実施例２に示した付勢部材で付勢しても良い。この場合、コア同士が螺旋軸の方向においてオーバーラップするだけでなく、コア同士が確実に接触するので分割領域における磁束の漏れをより抑えることができる。また、コアの分割数は３つに限られず、２以上であればよい。
【符号の説明】
【００４４】
１  定着スリーブ
２、２１、２２、２３  磁性コア
３  励磁コイル
２１ａ、２２ａ  凸部
２２ｂ、２３ｂ  凹部
５１ａ、５１ｂ  付勢部材
【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】
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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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