(57)【要約】【課題】  加熱ローラの温度分布を均一に保ち発熱効率の良い誘導加熱定着装置を提供すること。【解決手段】  円筒状の加熱ローラ１０ｂ内に収納されて当該加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに巻回された誘導コイル５１ｂ及び誘導コイル５１ｂの内側に加熱ローラ１０ｂの径方向Ｒに所定のギャップｇ１を空けた状態で分割配置されたコア５２ｂ１、５２ｂ２を有して加熱ローラ１０ｂに誘導電流を発生させる磁束発生部５０ｂと、を備え、コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１、５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１は、加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに亘って一定であり、かつコイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｂが加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ２との間においてｄ１＜ｄ２の関係を有する誘導加熱定着装置。【選択図】図３
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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円筒状の導電性加熱部材と、
前記導電性加熱部材内に収納されて当該導電性加熱部材の軸方向に巻回された誘導コイル及び当該誘導コイルの内側に前記導電性加熱部材の径方向に所定の間隔を空けた状態で分割配置された磁性部材を有して前記導電性加熱部材に誘導電流を発生させる磁束発生手段と、を備え、
前記磁性部材から発生される磁束の方向において前記磁性部材が前記導電性加熱部材の内周面に面する端面と導電性加熱部材の内周面との間の間隔ｄ１は、当該導電性加熱部材の軸方向に亘って一定であり、かつ前記磁性部材から発生される磁束と直交する方向において前記誘導コイルが前記導電性加熱部材の内周面に面する端面と導電性加熱部材の内周面との間の間隔ｄ２との間においてｄ１＜ｄ２の関係を有すること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導加熱定着装置において、
前記導電性加熱部材の軸方向端部における前記磁性部材の磁路の断面積は、当該導電性加熱部材の軸方向中間部における前記磁性部材の磁路の断面積よりも大きいこと、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の誘導加熱定着装置において、
前記磁束発生手段は、前記導電性加熱部材の軸方向に複数配置されていること、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項４】
請求項３に記載の誘導加熱定着装置において、
前記導電性加熱部材の軸方向において前記磁束発生手段が隣接する端部における前記磁性部材の磁路の断面積は、当該磁束発生手段の中間部における前記磁性部材の磁路の断面積よりも大きいこと、
を特徴とする誘導加熱定着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導加熱定着装置を備え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、複写機等の画像形成装置に係り、詳しくは、誘導加熱方式の定着装置の改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、記録媒体上のトナー画像を加熱により定着させる定着装置が設けられている。誘導加熱方式を用いた定着装置は、内側に加熱源としての誘導加熱方式の磁束発生手段が設けられた導電性の加熱ローラと、この加熱ローラに圧接してニップ部を形成する加圧ローラとを備えている。
【０００３】
誘導加熱方式の磁束発生手段は、誘導ローラの軸方向に延在する横長状のコアと、このコアに巻回された誘導コイルによって構成される。従来の磁束発生手段は、記録材の最大通紙幅に対応する長さに形成されているため、加熱ローラ全体（最大通紙幅）が加熱されることになる。そのため、加熱ローラの軸方向の発熱分布を任意に調整することができず、放熱量が大きい端部で加熱不足による定着不良を起す等の問題があった。
【０００４】
このような問題を解決する方策として、磁場発生手段により導電部材に磁場を作用させて導電部材に発生する渦電流による導電部材の発熱により被加熱材を加熱する電磁誘導加熱方式の加熱装置であり、励磁コイルが巻かれる複数の芯材を少なくとも１方向に配列し、複数の芯材（コア）の材質が１種類以上、複数の芯材と導電部材（加熱ローラ）との距離が０．００１ｍｍから１０ｍｍである加熱装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、定着ローラに対して直交する向きにコアを配置し、定着ローラに対して直交する方向に磁束が発生するように巻線をコアに巻回したコイルを配置する。そして、定着ローラの軸方向端部におけるエアギャップを中央部におけるエアギャップよりも小さくする誘導加熱定着装置が開示されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平８−１６００５号公報
【特許文献２】特開平９−６２１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来の方策によれば、コアと加熱ローラとの距離が離れると加熱効率が低下し、また、距離が離れた部位の温度が低下するため、加熱ローラの軸方向及び周方向での温度分布が不均一となり定着不良を起すおそれがある。
【０００７】
そこで本発明の課題は、加熱ローラの温度分布を均一に保ち発熱効率の良い誘導加熱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】
請求項１に記載の発明は、誘導電流により発熱する円筒状の導電性加熱部材と、前記導電性加熱部材内に収納されて当該導電性加熱部材の軸方向に巻回された誘導コイル及び当該誘導コイルの内側に前記導電性加熱部材の径方向に所定の間隔を空けた状態で分割配置された磁性部材を有して前記導電性加熱部材に誘導電流を発生させる磁束発生手段と、を備え、前記磁性部材から発生される磁束の方向において前記磁性部材が前記導電性加熱部材の内周面に面する端面と導電性加熱部材の内周面との間の間隔ｄ１は、当該導電性加熱部材の軸方向に亘って一定であり、かつ前記磁性部材から発生される磁束と直交する方向において前記誘導コイルが前記導電性加熱部材の内周面に面する端面と導電性加熱部材の内周面との間の間隔ｄ２との間においてｄ１＜ｄ２の関係を有すること、を特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の誘導加熱定着装置において、前記導電性加熱部材の軸方向端部における前記磁性部材の磁路の断面積は、当該導電性加熱部材の軸方向中間部における前記磁性部材の磁路の断面積よりも大きいこと、を特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の誘導加熱定着装置において、前記磁束発生手段は、前記導電性加熱部材の軸方向に複数配置されていること、を特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の誘導加熱定着装置において、前記導電性加熱部材の軸方向において前記磁束発生手段が隣接する端部における前記磁性部材の磁路の断面積は、当該磁束発生手段の中間部における前記磁性部材の磁路の断面積よりも大きいこと、を特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導加熱定着装置を備えること、を特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、磁性部材の磁気抵抗の調整が可能となり、誘導コイルの巻き数や磁性部材を形成する材料によって定まる透磁率を変化させることなく誘導コイルのインダクタンスを調整することができる。また、磁性部材から導電性加熱部材に発生される磁束の方向が略等しくなるため、導電性加熱部材の温度分布を均一にすることができ、誘導コイルと磁性部材から発生される磁束の方向と直交する方向に面する導電性加熱部材の過度な磁束密度の増加による過昇温を防ぐことができる。従って、導電性加熱部材の温度分布を均一に保ち発熱効率の良い誘導加熱定着装置を提供することである。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１と同様の効果を得られるのは勿論のこと、導電性加熱部材の端部の温度を上昇させることができ、導電性加熱部材の軸方向の温度分布の均一化を図ることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２と同様の効果を得られるのは勿論のこと、前記磁束発生手段が導電性加熱部材の軸方向に複数配置された誘導加熱定着装置を実現できる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３と同様の効果を得られるのは勿論のこと、磁束発生手段の隣接部に対する導電性加熱部材の温度が上昇し、磁束発生手段を導電性加熱部材の軸方向に複数配置した場合においても、導電性加熱部材の軸方向の温度分布の均一化を図ることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれか一項に記載の誘導加熱定着装置を備える画像形成装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
まず、構成を説明する。
図１に、本発明の実施の形態１における画像形成装置１の概略構成を示す。
本発明における画像形成装置は、トナー像を担持する像担持体と前記像担持体に担持されているトナー像を記録媒体に転写する転写手段とトナー像を担持した記録媒体を加熱により定着する定着装置を有する。前記像担持体としては、感光体、中間間転写体が使用される。
【００１９】
詳細には図１に示すように、本実施の形態の画像形成装置１は、像担持体としての感光ドラム３０を備え、この感光ドラム３０の表面を帯電器３１により所定の電位に帯電し、露光手段３２により画像を露光して感光ドラム３０の表面に静電潜像を形成し、この潜像を現像器３３によりトナーとキャリアからなる現像剤を用いて現像してトナー像として可視化し、得られたトナー像を感光ドラム３０に搬送された紙などの記録媒体Ｐに転写手段３４により転写する。トナー像の転写が終了した感光ドラム３０は、その表面に残留した転写の残りのトナーをクリーナ３５により除去した後、つぎの画像形成に供される。
【００２０】
一方、トナー像を担持した記録材Ｐは、感光ドラム３０から誘導加熱定着装置４０に送られ、誘導加熱定着装置４０により記録媒体Ｐ上の未定着トナー像が定着され、記録媒体Ｐ上に画像が形成される。
【００２１】
本発明の誘導加熱定着装置４０は、記録媒体Ｐにトナー像を加熱により定着するための導電性加熱部材、該導電性加熱部材に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧部材、該導電性加熱部材内に設けられた磁束発生手段から構成される。導電性加熱部材としては磁束発生手段が発生した磁束に応じて誘導電流が発生し誘導電流により発熱する円筒状の導電性加熱部材であり、鉄、ステンレス合金、ニッケル、炭素鋼、アルミニウム合金などから形成することができる。また、導電性加熱部材は、ベルト、加熱ローラ等が使用できるが加熱ローラであることが熱効率に優れていることから好ましい。また、加圧部材としてはベルト、パッド、加圧ローラ等が使用できるが加圧ローラであることが好ましい。
【００２２】
図１に示す定着装置４０は、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘと略直交する方向に延在して設けられた導電性加熱部材としての加熱ローラ１０と、この加熱ローラ１０に圧接してニップ部Ｎを形成する加圧部材としての加圧ローラ２０と、加熱ローラ１０内に設けられた誘導加熱を行うための磁束発生手段から構成される。記録媒体Ｐ上のトナー像は、加熱ローラ１０と加圧ベルト２０との圧接されたニップ部Ｎを通過することで定着される。
【００２３】
図２に、従来の加熱ローラ１０ａの透視断面図例を示す。
図２（ａ）は、加熱ローラ１０ａの軸方向Ｙの断面図を示し、図２（ｂ）は、加熱ローラ１０ａの径方向の断面図（Ａ−Ａ′断面図）を示す。
【００２４】
図２に示すように、従来の加熱ローラ１０ａは、加熱ローラ１０ａ内に収納されて加熱ローラ１０ａの軸方向Ｙに巻回された誘導コイル５１ａと、誘導コイル５１ａの内部に延在して配置された磁性部材としてのコア５２ａとからなる磁束発生手段としての磁束発生部５０ａを備えている。
【００２５】
また、図２（ｂ）に示すように、磁束発生部５０ａは、誘導コイル５１ａに高周波の電流が供給されると、コア５２ａから加熱ローラ１０ａの軸方向Ｙと直交する方向（以下、コイル軸方向Ｚと言う。）に磁束が発生する。コア５２ａから加熱ローラ１０ａに到達した磁束は、加熱ローラ１０ａに沿って曲がり、加熱ローラ１０ａの円周面内を通る磁束となる。この磁束を防げる方向の磁束が生じるような渦状の誘導電流が加熱ローラ１０ａの壁面で発生する。この誘導電流は、加熱ローラ１０ａの表皮抵抗によりジュール熱に変換されるので、加熱ローラ１０ａが発熱する。
【００２６】
従って、コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ａが加熱ローラ１０ａの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ａの内周面との間の間隔ｄ１を調整することにより、コア５２ａから加熱ローラ１０ａに到達する磁束を増加させることができ、加熱効率を向上させることができる。
【００２７】
例えば、加熱ローラ１０ａの端部は、磁束が低下するため、加熱ローラ１０ａの軸方向Ｙに磁束発生手段を複数分割して配置し、端部に設けられた磁束発生手段のコイル軸方向Ｚにおいてコアが加熱ローラの内周面に面する端面と加熱ローラの内周面との間との間隔を他の部位に設けられた磁束発生手段のコイル軸方向Ｚにおいてコアが加熱ローラの内周面に面する端面と加熱ローラの内周面との間との間隔よりも小さくする方策がとられている。
【００２８】
しかしながら、このような方策の場合、磁束発生手段のコイル軸方向Ｚにおいてコアが加熱ローラの内周面に面する端面と加熱ローラの内周面との間との間隔は、加熱ローラの軸方向Ｙに亘って一定ではないため、同一の電流を各磁束発生手段の誘導コイルに供給した場合、間隔が大きいほど加熱効率が低下し、不経済である。また、各磁束発生手段のコアから発生される磁束の方向が異なるため、加熱ローラの温度分布は不均一となる。
【００２９】
図３に、本実施の形態１における加熱ローラ１０ｂの透視断面図例を示す。
図３（ａ）は、加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙの断面図を示し、図３（ｂ）は、加熱ローラ１０ｂの径方向の断面図（Ａ−Ａ′断面図）を示す。
【００３０】
図３に示すように、本実施の形態１の加熱ローラ１０ｂは、加熱ローラ１０ｂ内に収納されて加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに巻回された誘導コイル５１ｂ及び誘導コイル５１ｂの内側に延在して配置され、加熱ローラ１０ｂの径方向Ｒに所定のギャップｇ１を空けた状態で分割配置された磁性部材としてのコア５２ｂ１、５２ｂ２を有する磁束発生部５０ｂとを備えている。
【００３１】
ギャップｇ１は、加熱ローラ１０ｂの内径と、コイル軸方向Ｚのコア５２ｂ１及びコア５２ｂ２と加熱コイル１０ｂとの距離ｄ１と、所望するインダクタンスによって設定される。
【００３２】
このように、コア５２ｂ１、５２ｂ２を加熱ローラ１０ｂの径方向Ｒにギャップｇ１だて空けた状態で径方向Ｒに分割配置しているため、コアの磁気抵抗の調整が可能となる。即ち、ギャップｇ１を調整することにより、コアの実効透磁率が調整され、誘導コイル５１ｂのインダクタンスが調整される。
誘導コイル５１ｂのインダクタンスは、下記の式（１）に基づいて設定される。
【００３３】
Ｌ＝μＮＩ                                              ・・・・式（１）
Ｌ；インダクタンス  μ；透磁率  Ｎ；巻き数  Ｉ；電流
【００３４】
誘導コイル５１ｂのインダクタンスは、ギャップｇ１を調整することによりコア５２ｂ１、５２ｂ２の実効透磁率の変化に基づいて調整されるため、誘導コイル５１ｂの巻き数やコアを形成する材料によって定まる透磁率を変化させることなく調整することができる。従って、誘導コイル５１ｂに供給される電流に対する発熱効率を向上させることができる。
【００３５】
また、本実施の形態１のコイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１又はコア５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１は、加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに亘って予め設定された間隔に一定に保たれており、コイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｂが加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ２との間においてｄ１＜ｄ２の関係を有する。
【００３６】
コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１又はコア５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１を、加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに亘って予め設定された距離に一定に保つことにより、加熱効率を向上させることができ、また、磁束発生部５０ｂのコア５２ｂ１、５２ｂ２から発生される磁束の方向が略等しくなるため、加熱ローラ１０ｂの温度分布を均一にすることができる。
【００３７】
図４に、間隔ｄ１を調整した場合の加熱ローラ１０ｂの温度分布の一例を示す。
図４（ａ）は、加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙの温度分布を示し、図４（ｂ）は、加熱ローラ１０ｂの周方向の温度分布を示す。
【００３８】
図４に示す一点鎖線は、コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１又はコア５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１がコイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｂが加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ２よりも小さい場合（ｄ１＜ｄ２）の温度分布を示し、二点鎖線は、コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１又はコア５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１がコイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｂが加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ２以上である場合（ｄ１≧ｄ２）の温度分布を示す。
【００３９】
図４（ｂ）に示す加熱ローラ１０ｂの周方向の角度は、図３（ｂ）に示すコイル軸方向Ｚから半時計まわりの角度である。
【００４０】
コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１又はコア５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１がコイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｂが加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ２以上である場合（ｄ１≧ｄ２）、誘導コイル５１ｂに流れる電流により、誘導コイル５１ｂと加熱ローラ１０ｂとの間に磁界が発生する。この磁界の発生に伴い、コア５２ｂ１、５２ｂ２から発生された磁束は、誘導コイル５１ｂと加熱ローラ１０ｂとが近接している部位（コイル軸方向Ｚと直交する方向近傍に対する加熱ローラ１０ｂの部位）に引き寄せられる。そのため、加熱ローラ１０ｂの周方向の磁束密度分布は、コイル軸方向Ｚと直交する方向近傍の磁束密度が増加し、コイル軸方向Ｚ近傍の磁束密度が低下する。従って、コイル軸方向Ｚと直交する方向の加熱ローラ１０ｂの温度が上昇し、コイル軸方向Ｚの加熱ローラ１０ｂの温度が低下する。
このように、ｄ１≧ｄ２である場合、加熱ローラ１０ｂの周方向の温度分布が不均一となると共に、放熱の影響を受ける加熱ローラ１０ｂの端部の温度が低下する。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１又はコア５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１がコイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｂが加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ２よりも小さい場合（ｄ１＜ｄ２）、ｄ１≧ｄ２の場合よりも加熱ローラ１０ｂの端部の温度が上昇しており、加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙの温度分布の均一化が向上されている。また、また、図４（ｂ）に示すように、磁束密度が低下するコイル軸方向Ｚの部位（例えば、図３（ｂ）に示す角度０度、１８０度の部位。）の温度が上昇しており、加熱ローラの周方向Ｙの温度分布の均一化が向上されている。
【００４２】
このように、コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｂ１又はコア５２ｂ２が加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ１は、コイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｂが加熱ローラ１０ｂの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｂの内周面との間の間隔ｄ２との間において、ｄ１＜ｄ２の関係を有することにより、誘導コイル５１ｂとコア５２ｂ１、５２ｂ２から発生される磁束の方向（コイル軸方向Ｚ）と直交する方向に対する加熱ローラ１０ｂの過度な磁束密度の増加による過昇温を防ぐことができ、加熱ローラ１０ｂの温度分布の均一化を図ることができる。
【００４３】
図５に、従来と本実施の形態１の加熱ローラの温度分布の一例のグラフを示す。
図５（ａ）は、加熱ローラ１０の軸方向Ｙの温度分布を示し、図５（ｂ）は、加熱ローラ１０のＡ−Ａ′断面の周方向の温度分布を示す。
【００４４】
図５に示す破線は、従来の温度分布を示し、一点鎖線は、本実施の形態１の温度分布を示す。また、図５に示す実線は、後述する実施の形態２の温度分布を示す。
【００４５】
図５（ｂ）に示す加熱ローラ１０の周方向の角度は、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すコイル軸方向Ｚから半時計まわりの角度である。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、本実施の形態１の加熱ローラ１０ｂの温度分布は、従来の加熱ローラ１０ａの温度分布よりも、加熱ローラ端部の温度が上昇しており、加熱ローラの軸方向Ｙの温度分布の均一化が向上されている。また、図５（ｂ）に示すように、本実施の形態１の加熱ローラ１０ｂの温度分布は、従来の加熱ローラ１０ａの温度分布よりも、磁束密度が低下するコイル軸方向Ｚの部位（例えば、図５に示す角度０度、１８０度の部位。）の温度が上昇しており、加熱ローラの周方向Ｙの温度分布の均一化が向上されている。
【００４７】
このように、本実施の形態１では、従来の加熱ローラ１０ａの温度分布よりも加熱ローラの軸方向Ｙ及び周方向の温度分布の均一化の向上を図ることができる。従って、加熱ローラの温度分布の不均一による定着不良を低減することができ、加熱ローラの温度分布を均一に保ち、加熱ローラの温度分布の不均一による定着不良を低減できる発熱効率の良い誘導加熱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。
【００４８】
なお、本実施の形態１では、コイル軸方向Ｚに複数に分割され加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに延在されたコア５２ｂ１、５２ｂ２を有する磁束発生部５０ｂについて説明したが、コイル軸方向Ｚに複数に分割され、且つ、加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに複数に分割された複数のコアを有する磁束発生手段にも適用することができる。
また、当該磁束発生手段が加熱ローラ１０ｂの軸方向Ｙに複数配置される場合にも適用でき、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
〔実施の形態２〕
この実施の形態２における画像形成装置１の構成、従来の加熱ローラ１０ａの透過断面図例は、実施の形態１と同様な構成であるので、その図示及び説明は省略する。
【００５０】
図６に、本実施の形態２における加熱ローラ１０ｃの透視断面図例を示す。
図６（ａ）は、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙの断面図を示し、図６（ｂ）は、加熱ローラ１０ｃの径方向の断面図（Ｂ−Ｂ′断面図）を示す。
なお、加熱ローラ１０ｃのＡ−Ａ断面図は、図３（ｂ）に示す断面図と同様であるため、図示及び説明は省略する。
【００５１】
図６に示すように、本実施の形態２の加熱ローラ１０ｃは、加熱ローラ１０ｃ内に収納されて加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙに巻回された誘導コイル５１ｃ及び誘導コイル５１ｃの内側に延在して配置され、加熱ローラ１０ｃの径方向Ｒに所定のギャップｇ１、ｇ２を空けた状態で分割配置され且つ加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙに複数に分割された磁性部材としてのコアを有する磁束発生部５０ｃを備えている。
【００５２】
加熱ローラ１０ｃの端部は、放熱による影響を受けることから、中間部に比べて温度が低下する。そのため、加熱ローラ１０ｃの端部の発熱量を増加させて温度低下を低減させるために、本実施の形態２の加熱ローラ１０ｃに用いられるコアは、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙ端部における磁路の断面積が中間部における磁路の断面積よりも大きい構成となっている。
【００５３】
図６に示すように、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙ端部に配置されたコア５３ｃの磁路の断面積は、加熱ローラ１０ｃの中間部に配置されたコア５２ｃの磁路の断面積よりも大きい。
【００５４】
このように、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙ端部の磁路の断面積を中間部の磁路の断面積よりも大きくすることにより、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙ端部に発生する磁束密度が中間部よりも増加する。そして、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙ端部の発熱量が中間部の発熱量よりも増加するため、加熱ローラ１０ｃの端部の温度が上昇する。従って、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙの温度分布の均一化を図ることができる。
【００５５】
また、本実施の形態２の加熱ローラ１０ｃは、コア５２ｃ、５３ｃを加熱ローラ１０ｃの径方向Ｒにギャップｇ１、ｇ２だけ空けた状態で径方向Ｒに分割配置しているため、コアの磁気抵抗の調整が可能となる。即ち、ギャップｇ１、ｇ２を調整することにより、コアの実効透磁率が調整され、誘導コイル５１ｃのインダクタンスが調整される。
誘導コイル５１ｃのインダクタンスは、上述した式（１）に基づいて設定される。
【００５６】
ギャップｇ１は、加熱ローラ１０ｃの内径と、コイル軸方向Ｚに分割配置された複数のコア５２ｃと加熱コイル１０ｃとの距離ｄ１と、所望するインダクタンスによって設定される。また、ギャップｇ２は、加熱ローラ１０ｃの内径と、コイル軸方向Ｚに分割配置された複数のコア５３ｃと加熱コイル１０ｃとの距離ｄ１と、所望するインダクタンスによって設定される。
【００５７】
このように、誘導コイル５１ｃのインダクタンスは、ギャップｇ１、ｇ２を調整することによりコア５２ｃ、５３ｃの径方向Ｒの実効透磁率の変化に基づいて調整されるため、誘導コイル５１ｃの巻き数やコアを形成する材料によって定まる透磁率を変化させることなく調整することができる。従って、誘導コイル５１ｃに供給される電流対する発熱効率を向上させることができる。
【００５８】
また、本実施の形態２のコイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｃ又はコア５３ｃが加熱ローラ１０ｃの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｃの内周面との間の間隔ｄ１は、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙに亘って予め設定された間隔に一定に保たれており、コイル軸方向Ｚと直交する方向において誘導コイル５１ｃが加熱ローラ１０ｃの内周面と面する端面と加熱ローラ１０ｃの内周面との間の間隔ｄ２との間においてｄ１＜ｄ２の関係を有する。
【００５９】
コイル軸方向Ｚにおいてコア５２ｃ又はコア５３ｃが加熱ローラ１０ｃの内周面に面する端面と加熱ローラ１０ｃの内周面との間の間隔ｄ１を、加熱ローラ１０ｃの軸方向Ｙに亘って予め設定された距離に一定に保つことにより、加熱効率を向上させることができ、また、磁束発生部５０ｃのコア５２ｃ、５３ｃから発生される磁束の方向が略等しくなるため、加熱ローラ１０ｃの温度分布を均一にすることができる。
【００６０】
ｄ１＜ｄ２の関係は、実施の形態１と同様であるため、その説明及び図示は省略する。
【００６１】
図５を援用して、従来、実施の形態１、本実施の形態２の加熱ローラの温度分布について説明する。
【００６２】
図５（ａ）に示すように、本実施の形態２の加熱ローラ１０ｃの温度分布は、従来及び実施の形態１の加熱ローラ１０ａ、１０ｂの温度分布よりも、加熱ローラの軸方向Ｙ端部の温度が上昇しており、加熱ローラの軸方向Ｙの温度分布の均一化がさらに向上されている。また、図５（ｂ）に示すように、本実施の形態２の加熱ローラ１０ｃの温度分布は、従来及び実施の形態１の加熱ローラ１０ａ、１０ｂの温度分布よりも、磁束密度が低下するコイル軸方向Ｚの部位（例えば、図５に示す角度０度、１８０度の部位。）の温度がさらに上昇しており、加熱ローラの周方向Ｙの温度分布の均一化がさらに向上されている。
【００６３】
このように、本実施の形態２では、従来及び実施の形態１の加熱ローラ１０ａ、１０ｂの温度分布よりも加熱ローラの軸方向Ｙ及び周方向の温度分布の均一化の向上をさらに図ることができる。従って、加熱ローラの温度分布の不均一による定着不良を低減することができ、加熱ローラの温度分布を均一に保ち、加熱ローラの温度分布の不均一による定着不良を低減できる発熱効率の良い誘導加熱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。
【００６４】
図７に、本実施の形態２における応用例として、加熱ローラ１０ｄの透視断面図例を示す。図７には、加熱ローラ１０ｄの軸方向Ｙの一部断面図を示し、加熱ローラ１０ｄの径方向の断面図（Ａ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ′断面図）は、図３（ｂ）及び図６（ｂ）に示す断面図と同様であるため、図示及び説明は省略する。
図７に示す加熱ローラ１０ｄは、加熱ローラ１０ｄの内側に複数の磁束発生部５０ｄが加熱ローラ１０ｄの軸方向Ｙに複数隣接して配置されている。
【００６５】
複数の磁束発生部５０ｄを軸方向Ｙに複数配置した場合、磁束発生部５０ｄの隣接部に対応する加熱ローラ１０ｄの磁束密度は低下するため、磁束発生部５０ｄの隣接部に対応する加熱ローラ１０ｄの温度が低下する。そのため、磁束発生部５０ｄの隣接部に対応する加熱ローラ１０ｄの発熱量を増加させて温度低下を低減させるために、本実施の形態２の応用例では、磁束発生部５０ｄが隣接する端部におけるコアの磁路の断面積をコアの中間部における磁路の断面積よりも大きい構成とする。
【００６６】
図７に示すように、磁束発生部５０ｄが隣接する端部に配置されたコア５３ｄの磁路の断面積は、当該磁束発生部５０ｄの中間部に配置されたコア５２ｄの磁路の断面積よりも大きい構成である。
【００６７】
このように、磁束発生部５０ｄが隣接する端部に配置されたコア５３ｄの磁路の断面積を中間部の磁路の断面積よりも大きくすることにより、磁束発生部５０ｄの隣接部に対する加熱ローラ１０ｄの磁束密度が増加する。そして、磁束発生部５０ｄの隣接部に対する加熱ローラ１０ｄの発熱量が増加するため、磁束発生部５０ｄの隣接部に対する加熱ローラ１０ｄの温度が上昇する。従って、磁束発生部５０ｄを加熱ローラ１０ｄの軸方向Ｙに複数配置した場合においても、加熱ローラ１０ｄの軸方向Ｙの温度分布の均一化を図ることができる。
【００６８】
本応用例の加熱ローラ１０ｄは、加熱ローラ１０ｄの軸方向Ｙに磁束発生部５０ｄが複数配置され、加熱ローラ１０ｄの軸方向Ｙにおいて各磁束発生部５０ｄが隣接する端部におけるコアの磁路の断面積が中間部における磁路の断面積よりも大きい以外は、実施の形態２と同様の構成であるため、説明は省略する。
【００６９】
なお、本実施の形態２及び応用例を組み合わせることにより、さらに加熱ローラの温度分布の均一化を向上されることができる。
【００７０】
また、本発明は、上記実施の形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施の形態１における画像形成装置１の概略構成である。
【図２】従来の加熱ローラ１０ａの透視断面図例である。
【図３】本実施の形態１における加熱ローラ１０ｂの透視断面図例である。
【図４】間隔ｄ１を調整した場合の加熱ローラ１０ｂの温度分布の一例である。
【図５】従来と本実施の形態１の加熱ローラの温度分布の一例のグラフである。
【図６】本実施の形態２における加熱ローラ１０ｃの透視断面図例である。
【図７】本実施の形態２における応用例としての加熱ローラ１０ｄの透視断面図例である。
【符号の説明】
【００７２】
１  画像形成装置
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ  加熱ローラ
２０  加圧ローラ
３０  感光ドラム
３１  帯電器
３２  露光手段
３３  現像器
３４  転写手段
３５  クリーナ
４０  誘導加熱定着装置
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ  磁束発生部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ  誘導コイル
５２ａ、５２ｂ１、５２ｂ２、５２ｃ、５３ｃ、５２ｄ、５３ｄ  コア
ｇ１、ｇ２  ギャップ
Ｎ  ニップ部
Ｐ  記録媒体
Ｒ  加熱ローラの径方向
Ｘ  搬送方向
Ｙ  加熱ローラの軸方向
Ｚ  コイル軸方向
【図１】
2005316120.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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