(57)【要約】【課題】定着部材を電磁誘導によって加熱する電磁誘導方式の定着装置であって、定着部材の外周面のうち温度センサに対向する部分の局所的温度低下を解消できるものを提供すること。【解決手段】コイル３１が発生する磁束は定着部材１の発熱層と磁性体コアとが作る磁気回路を通る。磁性体コアは、シートの幅方向（Ｘ方向）に沿って互いに間隔を有して配列された複数のメインコア４０Ａ，４０Ａ，…と、裾コア４１Ａ，４１Ｂとを含む。一対のメインコア４０Ａ，４０Ａの間の隙間に、定着部材１の表面温度を検出する温度センサ５０が設けられている。温度センサ５０の両側の一対のメインコア４０Ａ，４０Ａの長手方向端部に裾コア４１Ａが設けられている。【選択図】図３
2007286546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるシートが外周面に圧接される定着部材と、
上記定着部材の外周面に沿って配置され、上記搬送されるシートの幅方向に関して細長い形状に巻回された導線からなり、上記定着部材の発熱層を誘導加熱するためのコイルと、
上記コイルに関して上記定着部材とは反対側の位置に、上記コイルを覆うように配置された磁性体コアとを備え、
上記コイルが発生する磁束は上記定着部材の発熱層と上記磁性体コアとが作る磁気回路を通るようになっており、
上記磁性体コアは、
それぞれ上記定着部材の周方向に沿って細長い形状をもち、かつ上記シートの幅方向に沿って互いに間隔を有して配列された複数のメインコアと、
上記複数のメインコアのうち互いに隣り合う一対のメインコアの長手方向端部に、それらの長手方向端部から上記定着部材の外周面へ向かって突起した形状をもち、かつ互いに隣り合う長手方向端部同士にまたがって設けられた裾コアと
を含み、
上記一対のメインコアの間の隙間に、上記定着部材の表面温度を検出する温度センサが設けられていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の定着装置において、
上記裾コアは、上記一対のメインコアの長手方向端部に連続して一体に形成されていることを特徴とする定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は定着装置に関し、より詳しくは、電磁誘導加熱方式の定着装置に関する。このような定着装置は、例えば電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置の構成要素として用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁誘導加熱方式の定着装置としては、例えば特許文献１（特許第３４２６２２９号明細書）、特許文献２（特許第３５１９４０１号明細書）に記載のように、ニップ部を作るように互いに圧接された定着ローラおよび加圧ローラと、その定着ローラに沿って配置された励磁コイルと、定着ローラの軸方向に沿って互いに間隔を有して配列された磁性体コアと、それらの磁性体コアのうち一対の磁性体コア同士の間の隙間に設けられた温度センサとを備えたものが知られている。動作時には、インバータ回路によって励磁コイルに交流電流を流して、励磁コイルによる電磁誘導によって定着ローラの磁性材料層（例えば鉄・クロム・ニッケル合金層。以下「発熱層」という。）を加熱する。そして、トナー像が付着されたシート（記録紙）を上記ニップ部を通して搬送して、上記定着ローラの発熱によってトナー像を溶融して記録紙に定着させる。定着ローラの温度制御は、上記定着ローラの表面温度を上記温度センサで検出し、上記定着ローラの表面温度が所定の目標温度になるように、上記インバータ回路によって上記励磁コイルへの電力供給を増減させることによって行われている（フィードバック制御）。なお、上記定着ローラの発熱層の厚さは、熱容量を小さくして昇温特性を高めるために、例えば１００μｍ程度の薄厚に設定されている。
【特許文献１】特許第３４２６２２９号明細書
【特許文献２】特許第３５１９４０１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、定着ローラの熱容量を小さい構成にすると、上記温度センサを設けた影響が無視できなくなり、定着ローラ表面のうち温度センサに対向する部分の温度が、局所的に低下する場合がある。このため、その部分の光沢度が低下したり、剥離強度が低下したりするなど、画像品質への悪影響が生じるという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の課題は、定着部材を電磁誘導によって加熱する電磁誘導方式の定着装置であって、上記定着部材の外周面のうち温度センサに対向する部分の局所的温度低下を解消でき、それにより上記定着部材の温度分布を均一に維持できるものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、この発明の定着装置は、
搬送されるシートが外周面に圧接される定着部材と、
上記定着部材の外周面に沿って配置され、上記搬送されるシートの幅方向に関して細長い形状に巻回された導線からなり、上記定着部材の発熱層を誘導加熱するためのコイルと、
上記コイルに関して上記定着部材とは反対側の位置に、上記コイルを覆うように配置された磁性体コアとを備え、
上記コイルが発生する磁束は上記定着部材の発熱層と上記磁性体コアとが作る磁気回路を通るようになっており、
上記磁性体コアは、
それぞれ上記定着部材の周方向に沿って細長い形状をもち、かつ上記シートの幅方向に沿って互いに間隔を有して配列された複数のメインコアと、
上記複数のメインコアのうち互いに隣り合う一対のメインコアの長手方向端部に、それらの長手方向端部から上記定着部材の外周面へ向かって突起した形状をもち、かつ互いに隣り合う長手方向端部同士にまたがって設けられた裾コアと
を含み、
上記一対のメインコアの間の隙間に、上記定着部材の表面温度を検出する温度センサが設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この発明の定着装置では、上記コイルが発生する磁束の流れが、上記裾コアの存在によって改善されると思われる。その結果、上記定着部材の外周面のうち温度センサに対向する部分の局所的温度低下を解消でき、上記定着部材の温度分布が均一に維持される。
【０００７】
一実施形態の定着装置では、上記裾コアは、上記一対のメインコアの長手方向端部に連続して一体に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この一実施形態の定着装置では、上記コイルが発生する磁束の流れが、上記裾コアの存在によってさらに改善されると思われる。その結果、上記定着部材の外周面のうち温度センサに対向する部分の局所的温度低下を解消でき、上記定着部材の温度分布が均一に維持される。
【０００９】
上記定着ローラの外周面に圧接されてニップ部を形成する加圧ローラを備えるのが望ましい。この場合、上記ニップ部を通してシートを円滑に搬送でき、定着される画像の質を高めることができる。
【００１０】
また、上記複数のメインコアのうち上記シートの幅方向に関して端部に配置されたメインコアの長手方向端部にそれぞれ設けられ、その長手方向端部から上記定着部材の外周面へ向かって突起した形状をもつ裾コアを備え、上記複数のメインコアのうち上記シートの幅方向に関して中央部に配置されたメインコアの長手方向端部（上記一対のメインコアの長手方向端部を除く。）には上記裾コアが設けられていないのが望ましい。その理由は、既述のように、上記定着部材の熱容量を小さくすると、上記シートの幅方向に関して上記定着部材の端部から外への放熱によって、そのままでは定着部材の中央部に比して端部の温度低下が大きくなる傾向が生ずるからである。そこで、上記複数のメインコアのうち上記シートの幅方向に関して端部に配置されたメインコアの長手方向端部にそれぞれ、上記裾コアを設ける。これにより、上記シートの幅方向に関して中央部よりも端部で上記磁気回路を通る磁束密度が高まって上記定着部材の発熱がさらに大きくなる。したがって、上記シートの幅方向に関して上記定着部材の端部から外への放熱による温度低下が相殺されて、上記定着部材の温度分布がより均一に維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１２】
図１は一実施形態の電磁誘導加熱方式の定着装置の断面構成を示し、図３はその定着装置を図１において右側から見たところを示している（なお、図１は図３における中央部Ａで温度センサ５０が設けられた部分の断面に相当する。）。このような定着装置は、カラーレーザプリンタ用などに好適に用いられる。
【００１３】
図１に示すように、この定着装置は、概略、定着部材としての定着ローラ１と、加圧部材としての加圧ローラ２と、ホルダとしてのコイルボビン３３と、励磁コイル３１と、磁性体コア４０と、高周波インバータ４と、制御回路５とを備えている。５０は温度センサ、９０はシートとしての用紙である。
【００１４】
定着ローラ１と加圧ローラ２は、それぞれ図１の紙面に対して垂直に延びる円筒状の部材であり、左右に互いに平行に配置され、それぞれ両端が不図示の軸受部材に回転自在に支持されている。加圧ローラ２は、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって定着ローラ１へ向かって付勢されている。これにより、定着ローラ１の下部と加圧ローラ２の上部とが所定の加圧力（後述）で圧接されて、ニップ部を形成している。加圧ローラ２は、不図示の駆動機構により図中に矢印ｂで示す反時計回り方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ１は、ニップ部での加圧ローラ２との摩擦力によって加圧ローラ２の回転に従動して、図中に矢印ａで示す時計回り方向に回転する。なお、定着ローラ１を回転駆動させて加圧ローラ２を従動回転させてもよい。
【００１５】
図２Ａに示すように、定着ローラ１は、中心側から外周面１ａ側へ向かって順に設けられた、支持層としての芯金１１と、断熱層１２と、発熱層１３と、弾性層１４と、離型層１５との５層構成になっている。定着ローラ１の硬度は、例えばＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３０度〜９０度である。
【００１６】
支持層としての芯金１１は、この例では、厚さ３ｍｍのアルミニウムからなっている。芯金１１の材料は、強度が確保できれば、例えば鉄、ステンレスのような金属やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性樹脂の中実ローラもしくはパイプであっても良い。ただし、芯金１１が発熱するのを防ぐために、電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。
【００１７】
断熱層１２は、主に、発熱層１３を断熱状態にするために設けられている。この断熱層１２の材料としては、耐熱性・弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）が用いられる。これにより、断熱層１２は、断熱の役割だけでなく、発熱層１３のたわみを許容してニップ幅を増やし、定着ローラ１の硬度を小さくして排紙性・用紙分離性能を向上させる役目を果たす。例えば、断熱層１２がシリコンスポンジ材からなる場合は、厚さが２ｍｍ〜１０ｍｍ、望ましくは３ｍｍ〜７ｍｍ、硬度がアスカーゴム硬度計で２０度〜６０度、望ましくは３０度〜５０度に設定される。なお、断熱層１２は、耐久性を向上させるために、下層にソリッドゴム層、上層にスポンジゴム層体を設けた２層構造としてもよい。そのような２層構造は、特に高荷重や高速回転で使用するような比較的過酷な条件で定着装置を使用する場合、ニップ幅確保にために断熱層の厚みを厚く設定する場合や柔らかいスポンジ層を用いるような場合に、ゴムの破断を防ぐことができて有効である。
【００１８】
発熱層１３は、励磁コイル３１からの磁束による電磁誘導によって発熱するために設けられている。この例では、発熱層１３は、厚さ４０μｍの無端状のニッケル電鋳ベルト層からなっている。発熱層１３の厚さは１０μｍ〜１００μｍであるのが望ましく、２０μｍ〜５０μｍであるのがより望ましい。発熱層１３の厚さを１００μｍ以下、より望ましくは５０μｍ以下としている理由は、発熱層１３の熱容量を小さくして昇温速度を高めるためである。発熱層１３の材料としては、例えば磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを持つ物を用いてもよい。さらに非磁性材料であっても、金属などの導電性のある材料は、薄膜にすることなどにより、発熱層１３の材料として使用可能である。なお、発熱層１３の構成は、電磁誘導によって発熱する粒子を樹脂に分散させたものとしても良い。この構成により、分離性を良くすることが可能となる。
【００１９】
弾性層１４は、厚み方向の弾力性によって、用紙と定着ローラ表面との密着性（カラー画像に対応するために重要である。）を高めるために設けられている。この例では、弾性層１４は、耐熱性・弾性を有するゴム材や樹脂材であり、具体的には、定着温度での使用に耐えられるシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性エラストマからなっている。弾性層１４に、熱伝導性、補強等を目的として各種充填剤を混入してもかまわない。充填剤として用いられる熱伝導性粒子としては、ダイヤモンド、銀、銅、アルミニウム、大理石、ガラス等があるが、実用的にはシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウムが挙げられる。
【００２０】
弾性層１４の厚みは、例えば厚さ１０μｍ〜８００μｍが好ましく、１００μｍ〜３００μｍがより好ましい。弾性層１４の厚さが１０μｍ未満であると、目的である厚み方向の弾力性を得ることが難しくなる。一方、８００μｍを超える厚さになると、発熱層で発生した熱が定着フィルム外周面に達し難くなり、熱効率が悪化する傾向が生ずる。
【００２１】
弾性層１４がシリコンゴムからなる場合、その硬度はＪＩＳ硬度で１度〜８０度、望ましくは５度〜３０度であることが好ましい。このＪＩＳ硬度範囲であれば、弾性層の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止できる。このシリコンゴムとしては具体的には、１成分系、２成分系又は３成分系以上のシリコンゴム、ＬＴＶ（Low Temperature Vulcanization）型、ＲＴＶ（Room Temperature Vulcanization）型又はＨＴＶ（High Temperature Vulcanization）型のシリコンゴム、縮合型又は付加型のシリコンゴム等を使用できる。この例では、弾性層１４の材料として、ＪＩＳ硬度１０度、厚さ２００μｍのシリコンゴムを用いた。
【００２２】
最外層の離型層１５は、外周面１ａの離型性を高めるために設けられている。この離型層１５の材料は、定着温度での使用に耐えられる上にトナーに対する離型性を有することを要し、例えばシリコンゴム、フッ素ゴムや、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＥＰ（パーフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂が好ましく用いられる。離型層１５の厚さは、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜５０μｍがより好ましい。また、層間接着力を向上させるためにプライマ等による接着処理を行ってもよい。なお、離型層１４の中に必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材をフィラとして添加することもできる。
【００２３】
図２Ｂに示すように、加圧ローラ２は、中心側から外周面２ａ側へ向かって順に設けられた、厚さ３ｍｍのアルミニウムからなる芯金２１と、厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍのシリコンスポンジゴムからなる断熱層２２と、ＰＴＦＥやＰＦＡ等の厚さ１０μｍ〜５０μｍのフッ素系樹脂からなる離型層２５との３層構成からなっている。
【００２４】
芯金２１の材料は、強度が確保できれば、例えば鉄、ステンレスのような金属やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性樹脂の中実ローラもしくはパイプであっても良い。ただし、芯金２１が発熱するのを防ぐために、電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。
【００２５】
シリコンスポンジゴムからなる断熱層２２の厚さは、３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で使用条件に合わせて適宜変更可能である。シリコンスポンジゴムの代わりにソリッドゴム層を用いることも可能であるが、定着ローラ１からニップ部を通して伝達される熱を逃がさないように低熱伝導率の素材が望ましい。なお、断熱層２２は、耐久性を向上させるために、定着ローラ１の断熱層１２と同様に、下層にソリッドゴム層、上層にスポンジゴム層体を設けた２層構造としてもよい。
【００２６】
最外層の離型層２５は、外周面２ａの離型性を高めるために設けられている。
【００２７】
この加圧ローラ２は、図１に示す定着ローラ１に対して３００Ｎ〜５００Ｎの加圧力で圧接されて、ニップ部を形成している。この場合のニップ幅は約５ｍｍ〜１５ｍｍになる。都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。
【００２８】
図１に示すように、定着ローラ１の右半分を覆うように、台形状の断面をもつコイルボビン３３が配置されている。このコイルボビン３３は、上下対称の斜面部３３ｂ，３３ｂと、それらの斜面部３３ｂ，３３ｂを連結する連結部３３ａとからなっている。また、このコイルボビン３３の斜面部３３ｂ，３３ｂに沿って励磁コイル３１が層状に配置されるとともに、コイルボビン３３に沿って励磁コイル３１を覆うように磁性体コア４０が配置されている。
【００２９】
図３に示すように、コイルボビン３３および励磁コイル３１は、定着ローラ１の長手方向（軸方向）Ｘの寸法に略対応した長さ寸法を有する長尺部材である（なお、Ｘ方向は、図１中に示す用紙９０の幅方向に相当する。）。
【００３０】
コイルボビン３３は、励磁コイル３１および磁性体コア４０を支持するために設けられている。このコイルボビン３３は、非磁性材料からなるのが望ましく、この例では厚さ１ｍｍ〜３ｍｍの耐熱性の樹脂（例えばポリイミド）からなる。
【００３１】
励磁コイル３１は、高周波インバータ４から電力供給を受けて磁束を発生させるために設けられている。励磁コイル３１は、導線束を長円形状に複数回巻回して形成されている。この導線束は、定着ローラ１の長手方向Ｘに沿って延びる往路部分３１ａおよび復路部分３１ｂと、定着ローラ１の両端１ｃ，１ｄのところで、往路部分３１ａと復路部分３１ｂとをつなぐ湾曲部分３１ｃ，３１ｄとを有する。なお、１本の導線束は、通電効率を高めるために素線（直径０．１８ｍｍ〜０．２０ｍｍ程度の銅線であってエナメルで絶縁被覆されたもの）を百数十本程度束ねて形成された直径数ｍｍ程度の公知の撚り線である。これにより、高周波インバータ４から駆動周波数１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、電力１００Ｗ〜２０００Ｗの電力を受けることができる。なお、この例では、巻き線に伝熱した場合を考え、耐熱性の樹脂で被覆したものを使用した。
【００３２】
磁性体コア４０は、磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために設けられている。この例では、磁性体コア４０は、Ｘ方向に沿って互いに間隔を有して配列された複数のメインコア４０Ａ，４０Ａ，…と、裾コア４１Ａ，４１Ｂとを含んでいる。
【００３３】
Ｘ方向に関して中央部（両端を除く部分）Ａに配置されたメインコア４０ＡはＸ方向に沿って粗なピッチで配列される一方、Ｘ方向に関して端部Ｂに配置されたメインコア４０ＡはＸ方向に沿って密なピッチで配列されている。各メインコア４０Ａは、互いに等しい幅（Ｘ方向寸法）で、それぞれ定着ローラ１の周方向に沿って細長い形状をもつ。この例では、各メインコア４０Ａが有する形状は、図１中に示すように、或る曲率をもつ中央部４０Ａａと、その中央部４０Ａａの両端にそれぞれ連なる直線部４０Ａｂ，４０Ａｂとからなる山形になっている。
【００３４】
また、図３中に示すように、複数のメインコア４０Ａ，４０Ａ，…のうちＸ方向に関して中央部Ａで互いに隣り合う一対のメインコアの間の隙間に、温度センサ５０が介挿されている。それらの一対のメインコア４０Ａ，４０Ａの長手方向端部には、互いに隣り合う長手方向端部同士にまたがって、上下一対の裾コア４１Ａ，４１Ａが設けられている。また、Ｘ方向に関して両側の端部Ｂに配置されたメインコア４０Ａ，４０Ａ，…の長手方向端部には、各端部Ｂ内でＸ方向に関して延在する態様で、上下一対の裾コア４１Ｂ，４１Ｂが設けられている。Ｘ方向に関して中央部Ａに配置されたメインコア４０Ａ，４０Ａ，…の長手方向端部には、上記温度センサ５０の両側の一対のメインコア４０Ａ，４０Ａのところを例外として、裾コアが設けられていない。
【００３５】
図１中に示すように、各裾コア４１Ａ，４１Ａ（各裾コア４１Ｂ，４１Ｂも同様）は、メインコア４０Ａの長手方向端部から定着ローラ１の外周面１ａの外周面へ向かって突起した形状をもつ。
【００３６】
これらの裾コア４１Ａ，４１Ｂは、接着剤を介してコイルボビン３３の斜面部３３ｂ，３３ｂに接着されて、各メインコア４０Ａの長手方向端部とともに、定着ローラ１の外周面１ａに対して等距離に配置されている。各メインコア４０Ａとそれらの裾コア４１Ａ，４１Ｂとは、１ｍｍ程度の隙間で接着剤を介して接着され、磁気的に結合している。尚、各メインコアと裾コアの隙間はこれに限定されるものではなく、磁気的な結合を保ちうる適切な範囲に設定すればよい。また、各メインコアと裾コアを隙間のないように接着するか一体で形成するとさらに磁気的な結合を強固にすることができるので、誘導発熱の発熱効率を上げることができる。
【００３７】
この磁性体コア４０の材料としては、高透磁率かつ低損失の磁性材料を用いる。通常フェライトコアが用いられるが、パーマロイのような合金の場合は、コア内の渦電流損失が高周波で大きくなるため積層構造にしてもよい。また、樹脂材に磁性粉を分散させたものを用いると、透磁率は比較的低いが、形状を自由に設定することができる。
【００３８】
温度センサ５０は、例えば非接触の赤外線温度センサであり、定着ローラ１の外周面１ａに対向近接するように配置されて、その対向する外周面１ａの表面温度を検出する。なお、温度センサ５０には接触型サーミスタを用いてもかまわないし、また、安全確保の為のサーモスタットその他のものを用いても良い。温度センサ５０の外装は、コイル３１が発生する磁束に極力影響を与えないように、非磁性材料（この例ではアルミニウム）からなっている。
【００３９】
Ｘ方向に関して裾コア４１Ａ（または４１Ｂ）が設けられている部分では、図１に示すように、励磁コイル３１が発生した磁束３は、上下対称に、メインコア４０Ａの中央部４０Ａａから直線部４０Ａｂ、裾コア４１Ａ（または４１Ｂ）、定着ローラ１の発熱層１３を通り、メインコア４０Ａの中央部４０Ａａに戻る磁気回路を通る。Ｘ方向に関して裾コアが設けられていない部分では、励磁コイル３１が発生した磁束３は、上下対称に、メインコア４０Ａの中央部４０Ａａから直線部４０Ａｂ、定着ローラ１の発熱層１３を通り、メインコア４０Ａの中央部４０Ａａに戻る磁気回路を通る。いずれも、磁束３が磁気回路を通る向きは、励磁コイル３１に対する交番電流に応じて順、逆になる。これにより、定着ローラ１の発熱層１３に渦電流が流れて、発熱層１３自体が発熱（ジュール発熱）する。定着ローラ１の発熱層１３直下は断熱層１２（図２参照）によって断熱されていることから、発熱層１３の発熱によって弾性層１４および離型層１５が迅速に加熱されて、定着ローラ１の外周面１ａの温度（これを「定着ローラ表面温度」と呼ぶ。）が上昇する。
【００４０】
定着ローラ１の加熱と温調制御は制御回路５によって行われる。温度センサ５０からの定着ローラ表面温度を表す検出信号が制御回路５に入力される。制御回路５は、温度センサ５０の検出信号をもとに高周波インバータ４を制御して、定着ローラ表面温度が所定の一定温度になるように高周波インバータ４から励磁コイル３１への電力供給を増減させる。
【００４１】
定着動作時には、加圧ローラ２が回転駆動され、これに従動して定着ローラ１も回転する。これとともに、励磁コイル３１の発生した磁束による電磁誘導によって定着ローラ１の発熱層１３が発熱して定着ローラ１の表面温度が所定の一定温度になるように自動制御される。この状態で、不図示の搬送機構によって、定着ローラ１と加圧ローラ２とが作るニップ部に、未定着トナー像９１が片面に形成されたシートとしての用紙９０が下方から送り込まれる。この場合、用紙９０の未定着トナー像９１が形成された面が定着ローラ１に接する。定着ローラ１と加圧ローラ２とが作るニップ部に送り込まれた用紙９０は、ニップ部を通るときに定着ローラ１によって加熱される。これにより、未定着トナー像９１が用紙９０に定着される。ニップ部を通った用紙９０は定着ローラ１から分離して上方へ排出される。なお、用紙９０に代えて、ＯＨＰシートなどを用いても良い。
【００４２】
さて、電磁誘導加熱方式の定着装置では、定着ローラ１の軸方向（Ｘ方向）端部から外への放熱によって、中央部Ａに比して端部Ｂの温度低下（いわゆる「温度だれ」）が生じる傾向がある。
【００４３】
しかしながら、この実施形態では、上述のように、Ｘ方向に関して中央部（両端を除く部分）Ａに配置された列中央部メインコア４０ＡはＸ方向に沿って粗なピッチで配列される一方、Ｘ方向に関して端部Ｂに配置された列端部メインコア４０ＢはＸ方向に沿って密なピッチで配列されている。この結果、Ｘ方向に関して中央部Ａよりも端部Ｂで上記磁気回路を通る磁束密度が高まって定着ローラ１の発熱が大きくなる。したがって、Ｘ方向に関して定着ローラ１の端部から外への放熱による温度低下を相殺でき、定着ローラ１の温度分布を改善できる。
【００４４】
また、この実施形態では、Ｘ方向に関して中央部Ａでは概ね裾コアを省略し（ただし、上記温度センサ５０のところの裾コア４１Ａは例外である。）、Ｘ方向に関して端部Ｂのみに裾コア４１Ｂを設けている。この結果、Ｘ方向に関して中央部Ａよりも端部Ｂで上記磁気回路を通る磁束密度が高まって定着ローラ１の発熱が大きくなる。したがって、Ｘ方向に関して定着ローラ１の端部から外への放熱による温度低下を相殺でき、定着ローラ１の温度分布をより改善できる。
【００４５】
また、仮に図５Ａ上段に示すように定着ローラ１の外周面近傍に温度センサが存在しない場合は、励磁コイル３１の巻き線に沿った発熱層１３の部分に渦電流が多く発生し渦電流の合成電流Ｉが図のように流れる。この場合、図５Ａ下段に示すように定着ローラ１の軸方向Ｘに関して定着ローラ１の表面温度（Ｔ）の分布が比較的均一になる。
【００４６】
これに対して、図５Ｂ上段に示すように定着ローラ１の外周面近傍に温度センサ５０を設けた場合は、図５Ｂ下段に示すように定着ローラ１の外周面のうち温度センサ５０に対向する部分の温度ＴＤが、局所的に低下する場合がある（従来例に関して指摘した問題）。この理由は、温度センサ５０（の外装）に磁束の流れが誘導された結果、温度センサ５０の直下の発熱層１３の部分に多くの渦電流が発生し、渦電流の合成電流Ｉは温度センサ５０の近傍をバイパスする形となる。この結果、渦電流の合成電流Ｉの電流経路が２つのループに分断され、分断部に電流の流れが小さい部分が生じる為であると推測される。
【００４７】
そこで、本実施形態では、図５Ｃ上段に示すように、Ｘ方向に関して上記温度センサ５０の位置に対応して裾コア４１Ａ，４１Ａを設けている。これにより、励磁コイル３１が発生する磁束の流れが裾コア４１Ａ，４１Ａの存在によって改善されると推測される。そして、図５Ｃ下段に示すように、温度センサ５０のところをバイパスする電流が解消され、裾コア４１Ａ，４１Ａを通る電流ＩＰの経路が生じて、励磁コイル３１の巻き線に沿った交番電流Ｉが流れると推測される。その結果、定着ローラ１の外周面１ａのうち温度センサ５０に対向する部分の局所的温度低下を解消でき、定着ローラ１の温度分布が均一に維持される。
【００４８】
図４中に、本実施形態における定着ローラ１の温度分布を実線Ｄ２で示している。また、図４中に、参考例（上記温度センサ５０の位置に対応した裾コア４１Ａ，４１Ａが設けられていないもの）における定着ローラ１の温度分布を破線Ｄ１で示している（図４中には上記ニップ部に通される最大サイズの用紙９０の幅（最大通紙領域）ＷＭＡＸを併せて示している。）。この結果から分かるように、本実施形態では、定着ローラ１の外周面１ａのうち温度センサ５０に対向する部分の局所的温度低下ＴＤを解消でき、定着ローラ１の温度分布が均一に維持される。
【００４９】
なお、Ｘ方向に関して端部Ｂに配置されたメインコア４０Ａの長手方向端部と対応する裾コア４１Ｂとを連続的に一体に形成して、端部Ｂでの上記磁気回路を通る磁束密度をさらに高めるようにしても良い。この結果、Ｘ方向に関して中央部Ａよりも端部Ｂで上記磁気回路を通る磁束密度が高まって定着ローラ１の発熱が大きくなる。したがって、Ｘ方向に関して定着ローラ１の端部から外への放熱による温度低下を相殺でき、定着ローラ１の温度分布をより均一に維持できる。
【００５０】
また、上記温度センサ５０の両側の一対のメインコア４０Ａ，４０Ａの長手方向端部とそれらに対応した裾コア４１Ａ，４１Ａとを連続的に一体に形成して、Ｘ方向に関して温度センサ５０のところでの上記磁気回路を通る磁束密度をさらに高めるようにしても良い。その結果、定着ローラ１の外周面１ａのうち温度センサ５０に対向する部分の局所的温度低下ＴＤをさらに解消でき、定着ローラ１の温度分布がさらに均一に維持される。
【００５１】
なお、図３中に示すように、Ｘ方向に関して励磁コイル３１の端部に重ねて消磁コイル３４を設けても良い。この消磁コイル３４は、Ｘ方向に関して、最大サイズの用紙９０が通る（接触する）が、それよりも小さい幅をもつ用紙（小サイズ用紙）が通らない（接触しない）領域（端部）に配置されている。最大サイズの用紙９０に定着を行う場合は、この消磁コイル３４は開放されて、機能しない。一方、小サイズ用紙に定着を行う場合は、この消磁コイル３４は閉じられて、この消磁コイル３４が配置された領域で励磁コイル３１による磁束の変化を妨げる。これにより、小サイズ用紙に定着を行う場合に、定着ローラ１の端部の温度が中央部に比して高くなるのを防止する。
【００５２】
以上の実施形態では、定着部材は定着ローラ１、加圧部材は加圧ローラ２であるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、定着部材は無端状の定着ベルトの形態を取ることもできる。この発明は、その場合も同様に適用され、同様の作用効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】この発明の一実施形態の定着装置の一断面を示す図である。
【図２Ａ】上記定着装置の定着ローラの断面構造を示す図である。
【図２Ｂ】上記定着装置の加圧ローラの断面構造を示す図である。
【図３】上記定着装置を図１における右側方から見たところを示す図である。
【図４】上記定着装置の定着ローラの軸方向（Ｘ方向）に沿った温度分布を、参考例の温度分布と比較して示す図である。
【図５Ａ】定着ローラの近傍に温度センサが存在しない場合の、定着ローラの軸方向（Ｘ方向）に沿った温度分布を模式的に示す図である。
【図５Ｂ】定着ローラの外周面近傍に温度センサが設けられた従来例の、定着ローラの軸方向（Ｘ方向）に沿った温度分布を模式的に示す図である。
【図５Ｃ】上記実施形態の定着装置の定着ローラの軸方向（Ｘ方向）に沿った温度分布を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  定着ローラ
２  加圧ローラ
１３  発熱層
４０  磁性体コア
４０Ａ  メインコア
４１Ａ，４１Ｂ  裾コア
【図１】
2007286546.tif 000003
【図２Ａ】
2007286546.tif 000004
【図２Ｂ】
2007286546.tif 000005
【図３】
2007286546.tif 000006
【図４】
2007286546.tif 000007
【図５Ａ】
2007286546.tif 000008
【図５Ｂ】
2007286546.tif 000009
【図５Ｃ】
2007286546.tif 000010