(57)【要約】      （修正有）【課題】複数サイズの記録シートにトナー像を定着する際の過熱や定着不良を低コストで解消する加熱装置、定着装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】通紙幅が異なる記録シートにトナーを融着する定着回転体２０６を電磁誘導加熱する加熱装置において、定着回転体２０６の外周面上、回転軸方向に延設され、交番磁界を発生させて定着回転体をジュール発熱させる励磁コイル２０７と、励磁コイル２０７が発生させる磁束の一部を低減する一対の消磁コイル２１５を設ける。一対の消磁コイル２１５は、それぞれ定着回転体２０６の回転軸方向における互いに異なる両端部において励磁コイル２０７に近接し、当該回転軸方向における中央部に近づくに連れて励磁コイル２０７から離隔するように傾斜配設される。【選択図】図４
2012163814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録シートにトナーを融着する定着回転体を電磁誘導加熱する加熱装置であって、
定着回転体の外周面の、回転軸方向に沿って配設され、交番磁界を発生させて定着回転体を電磁誘導加熱する励磁コイルと、
励磁コイルが発生させる磁束のうち、定着回転体の非通紙領域を通過する磁束を低減する一対の消磁コイルを備え、
前記一対の消磁コイルは、それぞれ定着回転体の回転軸方向における互いに異なる両端部に近づくほど励磁コイルに近接し、当該回転軸方向における中央部に近づくほど励磁コイルから離隔するように、励磁コイルに対して傾斜姿勢で配設されている
ことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
記録シートの通紙幅を検出する検出手段と、
前記一対の消磁コイルを、それぞれ前記両端部側を回動中心として回動させる回動手段と、
記録シートの通紙幅が大きいほど、励磁コイルに対する消磁コイルの傾斜角が大きくなるように消磁コイルを回動させるように、前記回動手段を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記定着回転体の非通紙領域における温度を計測する測温手段と、 
前記一対の消磁コイルを、それぞれ前記両端部側を回動中心として回動させる回動手段と、
測温手段が計測した温度が高いほど、励磁コイルに対する消磁コイルの傾斜角が小さくなるように消磁コイルを回動させるように、前記回動手段を制御する制御手段を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記消磁コイルが、励磁コイルと所定の傾斜角をなすように固定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の加熱装置を備える
ことを特徴とする定着装置。
【請求項６】
請求項５に記載の定着装置を備える
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、加熱装置、定着装置及び画像形成装置に関し、特に、小サイズ紙を連続通紙した際の端部過熱やその後の定着不良を低コストで解消する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置分野においては、記録シートにトナー像を定着するさまざまな定着方式が開発されている。そのような定着方式のひとつに電磁誘導加熱方式がある。電磁誘導加熱方式は、定着ローラや定着ベルト（以下、まとめて「定着回転体」という。）に沿って配設された励磁コイルに高周波電力を供給することによって交番磁界を発生させ、定着回転体に設けられた導体層に渦電流損に基づくジュール熱を生じさせるというものである。
【０００３】
また、最近では、Ａ４やＢ５など複数のサイズの記録シートにトナー像を定着することが求められている。誘導加熱方式の定着装置では、最大通紙幅の記録シートに合わせて定着回転体の回転軸方向における大きさが設計されており、励磁コイルはその全域に亘って定着回転体を電磁誘導加熱する。
このため、最大通紙幅よりも通紙幅の小さい記録シートを連続通紙すると、定着回転体の記録シートが通過しない端部（以下、「非通紙領域」という。）では、記録シートによって熱が奪われないにもかかわらず励磁コイルによって電磁誘導加熱され続けるので、記録シートに熱を奪われる通紙領域よりも定着回転体の温度が高くなり、温度ムラが発生する（以下、「端部過熱」という。）。
【０００４】
このような温度ムラがある状態で、より通紙幅の大きい記録シートを通紙すると、記録シートの中央部分と両端部分との間に定着ムラができてしまう。また、定着回転体そのものも端部過熱によって熱劣化するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０８６０３号公報
【特許文献２】特開２００９−１４５４２１号公報
【特許文献３】特開２００８−１０２４０３号公報
【特許文献４】特開２００９−２３００７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような問題に対して、例えば、非通紙領域を通過する磁束を、消磁コイルを用いて低減することにより端部過熱を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。この技術は、消磁コイルの大きさと非通紙領域の大きさとが一致する場合には有効であるが、非通紙領域の大きさに対して消磁コイルが大き過ぎる場合には、通紙領域を通過すべき磁束まで低減されてしまい、定着不良を招くおそれがある。逆に、非通紙領域の大きさに対して消磁コイルが小さ過ぎる場合には、非通紙領域を通過する磁束が十分に低減されずに、端部過熱を生じるおそれがある。
【０００７】
そこで、消磁コイルを複数個に分割して、記録シートの通紙幅に応じて使用する消磁コイルを切り替える技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。しかしながら、消磁コイルを複数設けると、部品コストや製造コスト等が上昇することが避けられない。
また、平面視において、通紙領域の中央に近いほど幅が狭くなるような形状の消磁コイルを用いる技術も提案されている（例えば、特許文献３、４を参照。）。このようにすれば、消磁コイルと非通紙領域とに範囲の違いがある場合でも、端部か昇温や定着不良を低減することができる。しかしながら、そのような形状の消磁コイルには鋭角状の折返し部分があり、コイルを構成する線材に大きな応力を加えなければならないので、製造が容易ではなく、断線によって歩留まりが低下するおそれもある。また、定着回転体のサイズ毎に消磁コイルを設計し直して、金型を作る必要がある。したがって、この従来技術もコスト上昇を免れることができない。
【０００８】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、複数サイズの記録シートにトナー像を定着する際の過熱や定着不良を低コストで解消する加熱装置、定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る加熱装置は、記録シートにトナーを融着する定着回転体を電磁誘導加熱する加熱装置であって、定着回転体の外周面の、回転軸方向に沿って配設され、交番磁界を発生させて定着回転体を電磁誘導加熱する励磁コイルと、励磁コイルが発生させる磁束のうち、定着回転体の非通紙領域を通過する磁束を低減する一対の消磁コイルを備え、前記一対の消磁コイルは、それぞれ定着回転体の回転軸方向における互いに異なる両端部に近づくほど励磁コイルに近接し、当該回転軸方向における中央部に近づくほど励磁コイルから離隔するように、励磁コイルに対して傾斜姿勢で配設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このようにすれば、一対の消磁コイルを傾斜配設し、電磁誘導加熱による発熱量を定着回転体の両端部から中央に向かって漸減させるので、小サイズ紙を連続通紙した場合における端部過熱や、その直後に大サイズ紙を通紙した場合の定着ムラを防止することができる。また、簡便な構成の消磁コイルを一対だけ用いれば良いので、材料コストや製造コストを低減することができる。
【００１１】
この場合において、記録シートの通紙幅を検出する検出手段と、前記一対の消磁コイルを、それぞれ前記両端部側を回動中心として回動させる回動手段と、記録シートの通紙幅が大きいほど、励磁コイルに対する消磁コイルの傾斜角が大きくなるように消磁コイルを回動させるように、前記回動手段を制御する制御手段と、を備えたり、或いは、前記定着回転体の非通紙領域における温度を計測する測温手段と、前記一対の消磁コイルを、それぞれ前記両端部側を回動中心として回動させる回動手段と、測温手段が計測した温度が高いほど、励磁コイルに対する消磁コイルの傾斜角が小さくなるように消磁コイルを回動させるように、前記回動手段を制御する制御手段を備えたりすれば、更に多くサイズの記録シートを定着する際の端部過熱を防止することができる。
【００１２】
また、前記消磁コイルを、励磁コイルと所定の傾斜角をなすように固定すれば、加熱装置の構成を簡素なものにすることができるので、特に、部品コストや製造コストを低減することができる。
本発明に係る定着装置は、本発明に係る加熱装置を備えることを特徴とする。また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る定着装置を備えることを特徴とする。このようにすれば、やはり上述のような効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。
【図２】定着装置１１５の主要な構成を示す断面図である。
【図３】定着ベルト２０６の主要な構成示す断面図である。
【図４】励磁コイル２０７と消磁コイル２１５の位置関係を示す外観斜視図である。
【図５】励磁コイル２０７や消磁コイル２１５を制御するための回路構成を示す図である。
【図６】励磁コイル２０７と一対の消磁コイル２１５とを模式的に示す正面図である。
【図７】定着ベルト２０６の発熱量の分布を、消磁コイル２１５をＯＦＦした場合、ＯＮした場合および従来技術に係る消磁コイルをＯＮした場合の３通りについて比較するグラフである。
【図８】Ｂ５Ｔのサイズの記録シートをシステム速度３１０ｍｍ毎秒で５００枚連続通紙した場合における定着ベルト表面の温度分布を示すグラフである。
【図９】Ａ４Ｔのサイズの記録シートをシステム速度３１０ｍｍ毎秒で５００枚連続通紙した場合における定着ベルト表面の温度分布を示すグラフである。
【図１０】Ｂ４Ｔのサイズの記録シートをシステム速度３１０ｍｍ毎秒で５００枚連続通紙した場合における定着ベルト表面の温度分布を示すグラフである。
【図１１】Ａ３Ｔのサイズの記録シートをシステム速度３１０ｍｍ毎秒で５００枚連続通紙した場合における定着ベルト表面の温度分布を示すグラフである。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る消磁コイル２１５の傾斜角度を変更するための構成を示す図である。
【図１３】フック１２０４を上下動させる機構を例示する図である。
【図１４】制御部１１２の構成を示すブロック図である。
【図１５】消磁コイル２１５の傾斜角度の調整に関する制御部１１２の動作を表わすフローチャートである。
【図１６】消磁コイル２１５の傾斜角度毎の発熱量の分布を示すグラフである。
【図１７】本発明の第３の実施の形態に係る消磁コイル２１５の傾斜角度の調整に関する制御部１１２の動作を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る加熱装置、定着装置及び画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置であって、原稿読取部１００、画像形成部１１０及び給紙部１２０を備えている。原稿読取部１００は、原稿台トレイに載置された原稿を自動原稿搬送装置（ADF: Automatic Document Feeder）にて原稿を搬送しながら、光学的に読み取って画像データを生成する。或いは、プラテンガラス上に載置された原稿を読み取って画像データを生成する。生成された画像データは後述の制御部１１２に記憶される。
【００１５】
画像形成部１１０は作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋ、制御部１１２、中間転写ベルト１１３、２次転写ローラ対１１４、定着装置１１５、排紙ローラ対１１６、排紙トレイ１１７、クリーナ１１８及びタイミングローラ対１１９を備えている。また、画像形成部１１０にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）各色のトナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋ、並びにキャリアを収容したキャリアカートリッジ１０２が装着されている。
【００１６】
トナーカートリッジ１０１Ｙ〜１０１Ｋからトナーの供給を受け、またキャリアカートリッジ１０２からキャリアの供給を受けて、作像部１１１Ｙ〜１１１Ｋは、制御部１１２の制御の下、それぞれＹＭＣＫ各色のトナー像を形成し、これらのトナー像が互いに重なり合うように中間転写ベルト１１３に静電転写（１次転写）する。中間転写ベルト１１３は無端状の回転体であって、矢印Ａ方向に回転し、１次転写されたトナー像を担持して、２次転写位置まで搬送する。
【００１７】
給紙部１２０は、それぞれ記録シートＳを紙サイズ毎に格納する複数の給紙カセット１２１を備え、画像形成部１１０に記録シートＳを供給する。供給された記録シートＳは、中間転写ベルト１１３がトナー像を搬送するのに並行して、１枚ずつ搬出され、タイミングローラ対１１９を経由して、２次転写ローラ対１１４まで搬送される。タイミングローラ対１１９は一対のローラからなっており、記録シートＳが２次転写ローラ対１１４に到達するタイミングを調整する。
【００１８】
２次転写ローラ対１１４は電位差を有する一対のローラからなっており、２次転写ローラ対１１４は互いに圧接して転写ＮＩＰ部を形成している。この転写ＮＩＰ部において中間転写ベルト１１３が担持するトナー像が記録シートＳ上に静電転写（２次転写）される。トナー像を転写された記録シートＳは定着装置１１５へ搬送される。また、２次転写後、中間転写ベルト１１３上に残った残留トナーは、更に矢印Ａ方向に搬送された後、クリーナ１１８によって掻き取られ、廃棄される。
【００１９】
定着装置１１５は電磁誘導加熱方式の定着装置であって、トナー像を加熱、溶融して、記録シートＳに圧着する。トナー像を融着された記録シートＳは排紙ローラ対１１６によって排紙トレイ１１７上に排出される。なお、制御部１１２は、上記を含む画像形成装置１の動作を制御する。また、制御部１１２は、パーソナル・コンピュータ（PC: Personal Computer）など、他の装置との間で画像データを送受信したり、プリントジョブを受け付けたりもする。
【００２０】
なお、トナー像を転写するに当たっては、転写ローラに代えて転写チャージャや転写ベルトを用いても良い。また、中間転写ベルト１１３上の残留トナーを除去する際に、クリーナ１１８（クリーニングブレード）に代えて、クリーニングブラシやクリーニングローラ等を用いても良い。
［２］  定着装置１１５の構成
次に、定着装置１１５の構成について説明する。
【００２１】
図２は、定着装置１１５の主要な構成を示す断面図である。図２に示されるように、定着装置１１５は、ハウジング２０１内部に定着ローラ２０２と加圧ローラ２０３を平行に配設して圧接させ、加圧ローラ２０３を不図示の駆動モータで回転させる。定着ローラ２０２は、芯金２０４の周面にシリコーンスポンジ等からなる断熱弾性層２０５が形成されてなる。
【００２２】
定着ローラ２０２の外周には無端状の定着ベルト２０６が嵌着されている。図３に示されるように、定着ベルト２０６は定着ローラ２０２の周面に近い方から金属発熱層３０１、耐熱弾性層３０２及び離型層３０３が積層されてなる。金属発熱層３０１はＮｉ電鋳スリーブからなり厚さ４０μｍである。金属発熱層３０１は、励磁コイル２０７により発生される交番磁束により電磁誘導で金属発熱層３０１が発熱する。耐熱弾性層３０２は、厚さ２００μｍのシリコーンゴムからなっており、離型層は厚さ３０μｍのＰＦＡ（Tetra fluoro ethylene perfluoro alkylvinyl ether copolymer）チューブである。
【００２３】
加圧ローラ２０３は、不図示の圧接機構により定着ベルト２０６に圧接されており、これにより主に定着ローラ２０２の断熱弾性層２０５が変形して定着に必要なニップ幅が確保される。加圧ローラ２０３の回転に従って、定着ベルト２０６並びに定着ローラ２０２が従動回転する。
さらに、定着ベルト２０６の外周面付近には、定着ベルト２０６の回転軸方向の端部（非通紙領域）における表面温度を非接触で検出する赤外線センサ２０８が配されており、制御部１１２はこの検出信号を受けて励磁コイル２０７への通電を制御し、定着ベルト２０６が所定の定着温度になるように制御する。
【００２４】
励磁コイル２０７、センターコア２０９及び裾コア２１０、２１１はコイルボビン２１２に保持され、メインコア２１３はコア保持部材２１４に保持されている。励磁コイル２０７は、最大サイズの記録シートの通紙幅に相当する定着ベルト２０６の領域に発熱に必要な密度の磁束を発生させることができる。
センターコア２０９、裾コア２１０、２１１及びメインコア２１３は、透磁率が高く低損失の磁性体、例えば、Ｍｎ系フェライトやパーマロイのような合金からなっており、定着ベルト２０６や励磁コイル２０７と共に磁気回路を形成する。これによって磁気回路外への磁束の漏れが遮蔽され、定着ベルト２０６を通過する磁束の密度を高めることができるので、発熱効率が向上する。
【００２５】
励磁コイル２０７は、コイルボビン２１２に保持される。この励磁コイル２０７は、不図示の高周波インバータに接続され、１０〜１００〔ｋＨｚ〕、１００〜２０００〔Ｗ〕の高周波電力が供給されるため、耐熱性の樹脂で被覆した細い線を束ねたリッツ線を巻回して形成するのが望ましい。本実施の形態においては、素線径φ０．１５の素線を１１４本撚ったリッツ線を定着ベルトの回転軸方向に１２ターン巻き回した励磁コイル２０７を用いる。
【００２６】
また、励磁コイル２０７上の定着ベルト２０６の回転軸方向両端部であって、小サイズ紙の非通紙領域に対応する位置には一対の消磁コイル２１５が設けられている。消磁コイル２１５は、絶縁シート（図示省略）を挟んで、励磁コイルの外面上に傾斜配設されている。消磁コイル２１５は素線径φ０．１５の素線を１１４本撚ってなるリッツ線を１２ターンだけ巻き回したものである。
【００２７】
図４は、励磁コイル２０７と消磁コイル２１５の位置関係を示す外観斜視図である。図４に示されるように、一対の消磁コイル２１５は、定着ベルト２０６の回転軸方向両端部において、それぞれ励磁コイル２０７の端部に絶縁シートを挟んで近接している。また、定着ベルト２０６の回転軸方向における中央に近づくに連れて、消磁コイル２１５は励磁コイル２０７から離隔する。消磁コイル２１５の長手方向における寸法は６５〔ｍｍ〕であり、Ｂ５Ｔサイズの記録シートを通紙した際の非通紙領域に対応している。
【００２８】
図５は、励磁コイル２０７や消磁コイル２１５を制御するための回路構成を示す図である。図５に示されるように、励磁コイル２０７は切替えリレー５０１を介して高周波電源５０２に接続されている。また、消磁コイル２１５は切替えリレー５０３に直列接続されループ回路を形成している。切替えリレー５０１、５０３は何れも制御部１１２の制御下にある。
【００２９】
制御部１１２は、赤外線センサ２０８にて端部（非通紙領域）の温度を監視しており、当該温度が所定温度に達すると切替えリレー５０３をオン（導通）する。すると、消磁コイル２１５を貫く磁束の変化を打ち消すように、消磁コイル２１５に誘導電流が流れる。これによって、定着ベルト２０６（特に、非通紙領域）を貫く交番磁界が低減されるので、非通紙領域における過昇温が抑制される。
【００３０】
また、言うまでも無く、制御部１１２は画像形成時には切替えリレー５０１をＯＮして励磁コイル２０７に通電し、電磁誘導加熱を行なう。この場合において、通紙領域（定着ベルト２０６の回転軸方向における中央部分）の温度を不図示の温度センサにて監視して、通紙領域の温度が定着温度に保たれるように切替えリレー５０１の導通状態が制御される。
【００３１】
メインコア２１３は、励磁コイル２０７の外面を覆うようにしてリブ状に屈曲している。定着ローラ２０２の軸方向と平行な方向に一定間隔をおいて数個から十数個のメインコア２１３がコア保持部材２１４により保持されている。複数個のメインコア２１３のうち軸方向の両端部に配されたものは、定着ベルトの端部からの放熱を補うため、軸方向の両端の磁気結合を高くしている。
【００３２】
また、センターコア２０９、裾コア２１０、２１１は、いずれも定着ローラ２０２の軸方向に平行に延びる長尺状に形成され、コイルボビン２１２にシリコン系接着剤などの耐熱性接着剤などで固着される。裾コア２１０、２１１はそれぞれ軸方向に分割されていても良いが、それぞれ隙間なく並べられなければならない。センターコア２０９は励磁コイル２０７にて発生した磁束を均一に定着ベルト２０６に導く。定着ベルト２０６を貫く磁束によって渦電流が誘起され、定着ベルト２０６がジュール熱を発生させる。コイルボビン２１２とコア保持部材２１４とは、両方の裾部分においてボルトとナットにより固定されている。なお、ボルトとナットに代えて、リベットなどで固定しても良い。
【００３３】
図６は、励磁コイル２０７と一対の消磁コイル２１５とを模式的に示す正面図である。図６に示されるように、一対の消磁コイル２１５はそれぞれ定着ベルト２０６の回転軸方向両端部において、耐熱性樹脂６０１によって、励磁コイル２０７に固定されている。耐熱性樹脂６０１は、例えば、耐熱性接着剤が固化したものである。励磁コイル２０７に対する一対の消磁コイル２１５の傾斜角度は何れも５度である。
【００３４】
励磁コイル２０７、センターコア２０９、裾コア２１０、２１１、コイルボビン２１２、コア保持部材２１４及び消磁コイル２１５からなり、高周波電力を供給されることによって定着ベルト２０６を電磁誘導加熱する装置を本明細書においては加熱装置という。
上述のように、本実施の形態に係る消磁コイル２１５はただ一対のコイルからなっており、しかも単純な形状を有しており、従来技術のように複数対のコイルを用いたり、特殊な形状のコイルを用いたりしないので、消磁コイルの材料コストや製造コスト、定着装置の組み立てコストを低減することができる。
【００３５】
［３］  性能評価
次に、本実施の形態に係る消磁コイル２１５の性能を評価するために実験を行ったので、その結果について説明する。
図７は、定着ベルト２０６の発熱量の分布を、消磁コイル２１５をＯＦＦした場合、ＯＮした場合および従来技術に係る消磁コイルをＯＮした場合の３通りについて比較するグラフである。なお、ここで、従来技術に係る消磁コイルは、傾斜角度０度で励磁コイルに取着され、Ａ４Ｔの記録シートの非通紙領域に対応する消磁コイルである。
【００３６】
図７において、縦軸は、定着ベルト２０６の回転軸方向における中央の発熱量を１としたときの各部の発熱量を表わし、横軸は、定着ベルト２０６の回転軸方向における中央からの距離を表わす。また、非通紙領域において発熱量が０．９を越えると端部過熱が発生し、通紙領域において発熱量が０．８を下回ると定着不良が発生する。
図７に示されるように、本実施の形態に係る消磁コイル２１５は、定着ベルト２０６の回転軸方向における中央に近づくほど励磁コイル２０７から離隔するので、発熱量も漸減する。特に、Ｂ５Ｔサイズの非通紙領域内において発熱量が０．９を下回るので、Ｂ５Ｔサイズの記録シートを連続通紙しても端部過熱を回避することができる。また、Ｂ４Ｔサイズの通紙領域内においては発熱量が０．８を上回るので、Ｂ４Ｔサイズの記録シートを連続通紙しても定着不良を回避することができる。なお、Ａ３Ｔサイズは本実施の形態においても、また、一般的にも、最大通紙サイズであるので、Ａ３Ｔサイズの記録シートにトナー像を定着する場合には、消磁コイル２１５はＯＦＦされる。
【００３７】
一方、従来技術に係る消磁コイルでは、Ａ４Ｔサイズの通紙領域では概ね発熱量が１．０となる一方、非通紙領域では０．８を下回り、０．６近くまで低下する。このため、従来技術に係る消磁コイルをＯＮした状態でＢ５Ｔサイズの記録シートを連続通紙すると、Ｂ５Ｔの非通紙領域であって、かつ、Ａ４Ｔサイズの通紙領域において端部過熱が発生する。また、従来技術に係る消磁コイルをＯＮした状態でＢ４Ｔサイズの記録シートを連続通紙すると、Ｂ４Ｔサイズの通紙領域であって、かつ、Ａ４Ｔサイズの非通紙領域において定着不良が生じる。
【００３８】
これは、従来技術に係る消磁コイルでは、発熱量が０．８以上でかつ、０．９以下となる範囲（以下、「連続使用可能範囲」という。）ＬAが狭いのに対して、本実施の形態に係る消磁コイル２１５の連続使用可能範囲ＬBが広いためである。なお、連続使用枚数が十分に少ない場合には、通紙領域の端部が連続使用可能範囲外にあるサイズの記録シートを定着しても端部過熱に至らない。
【００３９】
次に、さまざまなサイズの記録シートを連続通紙した場合の温度分布を示す。
図８〜１１は、それぞれＢ５Ｔ、Ａ４Ｔ、Ｂ４Ｔ及びＡ３Ｔのサイズの記録シートをシステム速度３１０ｍｍ毎秒で５００枚連続通紙した場合における定着ベルト表面の温度分布を示すグラフである。したがって、１分間の通紙枚数はＡ３Ｔで３３枚、Ｂ４Ｔで３７枚、Ａ４Ｔで４８枚、Ｂ５Ｔで４８枚である。
【００４０】
何れのグラフにおいても、実線は本実施の形態に係る消磁コイル２１５を用いた場合の温度分布を示し、破線は従来技術に係る消磁コイルを用いた場合の温度分布を示す。これらの図において、縦軸は定着ベルト表面の温度を表わし、横軸は定着ベルトの回転軸方向における中央からの距離を表わす。また、定着設定温度は１９０℃であり、定着ベルト表面の温度が定着性下限温度１７０℃を下回ると定着不良が発生する。また、定着ベルト表面の温度が耐熱性上限温度２１０℃を越えると、熱故障や破損が発生する。
【００４１】
さて、Ｂ５Ｔサイズの記録シートを連続通紙する際、図８に示されるように、本実施の形態に係る消磁コイル２１５を用いた場合には、定着ベルトの表面温度が定着設定温度である１９０℃から耐熱性上限温度である２１０℃までの範囲内になるので過熱や定着不良といった問題を生じない。一方、従来技術に係る消磁コイルでは、Ｂ５Ｔサイズの通紙範囲外で、かつ、Ａ４Ｔサイズの通紙範囲内において耐熱性上限温度２１０℃を越えるので熱故障などが生じるおそれがある。
【００４２】
また、図９に示されるように、Ａ４Ｔサイズの記録シートを連続通紙する場合には、本実施の形態に係る消磁コイル２１５を用いても、また、従来技術に係る消磁コイルを用いても、定着ベルトの表面温度が定着性下限温度１７０℃から耐熱性上限温度２１０℃までの範囲内になり、何も問題を生じない。
また、図１０に示されるように、Ｂ４Ｔサイズの記録シートを連続通紙する場合には、本実施の形態に係る消磁コイル２１５を用いると定着ベルトの表面温度を定着設定温度１９０℃から耐熱性上限温度２１０℃までの範囲内にとどめることができる一方、従来技術に係る消磁コイルを用いると、Ａ４Ｔサイズの通紙範囲外で、かつ、Ｂ４Ｔサイズの通紙範囲内において定着ベルトの表面温度が定着性下限温度１７０℃を下回るので、定着不良を生じるおそれがある。
【００４３】
最大サイズであるＡ３Ｔサイズの記録シートを連続通紙する場合には、本実施の形態に係る消磁コイル２１５も、従来技術に係る消磁コイルもＯＦＦされる。このため、定着ベルトの表面温度は何れの場合も図１１に示されるような分布をとり、定着設定温度１９０℃から耐熱性上限温度２１０℃までの範囲内になる。
以上のように、本実施の形態によれば、さまざまなサイズの記録シートに対して、端部過熱と定着不良とを発生させること無くトナー像を定着することができる。
【００４４】
［４］  第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置と概ね同様の構成を備える一方、記録シートのサイズに応じて消磁コイル２１５の傾斜角度を変更する点において相違する。以下、専ら相違点に着目して説明する。
【００４５】
図１２は、本実施の形態に係る消磁コイル２１５の傾斜角度を変更するための構成を示す図である。図１２に示されるように、本実施の形態に係る消磁コイル２１５はホルダ１２０１に取り着けられており、ホルダ１２０１の一方の端部は支軸１２０２を中心として揺動可能に支持されている。ホルダ１２０１の他方の端部はワイヤ１２０３を介してフック１２０４に支持されている。フック１２０４は不図示の駆動源によって上下動する。これによって、ホルダ１２０１の傾斜角度が変更されるので、消磁コイル２１５の傾斜角度が調整される。
【００４６】
図１３は、フック１２０４を上下動させる機構を例示する図である。棒状のホルダ１２０１は両端においてラック１３０２によって支持されており、ラック１３０２はピニオン１３０１が矢印Ｅ方向に回転することによって、矢印Ｆ方向に上下動する。これによって、ホルダ１２０１が上下動する。ピニオン１３０１は、例えば、ステッピングモータによって回転駆動される。
【００４７】
図１４は、制御部１１２の構成を示すブロック図である。図１４に示されるように、制御部１１２はＣＰＵ（Central Processing Unit）１４０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４０２及びＲＡＭ（Random Access Memory）１４０３を備えており、操作パネル１４０４を介してユーザからの指示入力を受け付けたり、ユーザに対して情報表示を行なったりする。また、ＣＰＵ１４０１は、ＲＯＭ１４０２から制御プログラムを読み出し、ＲＡＭ１４０３を作業用記憶領域としてこの制御プログラムを実行することによって、赤外線センサ２０８によって非通紙領域における定着ベルト２０６の表面温度を取得したり、ステッピングモータ１４０５を制御して、消磁コイル２１５の傾斜角度を調整したりする。
【００４８】
図１５は、消磁コイル２１５の傾斜角度の調整に関する制御部１１２の動作を表わすフローチャートである。図１５に示されるように、制御部１１２は定着すべき記録シートが最大サイズ紙であれば（Ｓ１５０１：ＹＥＳ）、消磁コイル２１５をＯＦＦする（Ｓ１５０２）。また、定着すべき記録シートが最大サイズ紙でない場合には（Ｓ１５０１：ＮＯ）、消磁コイル２１５をＯＮする（Ｓ１５０３）。そして、定着すべき記録シートが中サイズ紙である場合には（Ｓ１５０４：ＹＥＳ）、消磁コイル２１５の傾斜角度を中サイズ用の角度（２０度）に調整する（Ｓ１５０５）。また、中サイズ紙でない場合には（Ｓ１５０４：ＮＯ）、小サイズ用の角度（１０度）に消磁コイル２１５の傾斜角度を調整する（Ｓ１５０６）。
【００４９】
図１６は、消磁コイル２１５の傾斜角度毎の発熱量の分布を示すグラフである。図１６に示されるように、消磁コイル２１５を中サイズ紙用の傾斜角度（２０度）とした場合の連続使用可能範囲ＬCと、小サイズ紙用の傾斜角度（１０度）とした場合の連続使用可能範囲ＬDとが互いに異なる位置を占めているので、消磁コイル２１５の傾斜角度を調整することによって、より多種類のサイズの記録シートに対応することができることが分かる。
【００５０】
［５］  第３の実施の形態
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る画像形成装置は、上記第２の実施の形態に係る画像形成装置と概ね同様の構成を備える一方、定着ベルトの非通紙領域の温度に応じて消磁コイル２１５の傾斜角度を変更する点において相違する。以下、専ら相違点に着目して説明する。
【００５１】
図１７は、消磁コイル２１５の傾斜角度の調整に関する制御部１１２の動作を表わすフローチャートである。図１７に示されるように、制御部１１２は定着すべき記録シートが最大サイズ紙であれば（Ｓ１７０１：ＹＥＳ）、消磁コイル２１５をＯＦＦし（Ｓ１７０２）、定着を開始する（Ｓ１７０３）。その後、定着を完了したら（Ｓ１７０４：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００５２】
定着すべき記録シートが最大サイズ紙でなければ（Ｓ１７０１：ＮＯ）、消磁コイル２１５をＯＮして（Ｓ１７０５）、定着動作を開始する（Ｓ１７０６）。その後、赤外線センサ２０８の計測温度Ｔを参照して（Ｓ１７０７）、計測温度Ｔが２３０℃を越えていたら（Ｓ１７０８：ＹＥＳ）、消磁コイル２１５の傾斜角度を小サイズ紙用の角度（１０度）に調整する（Ｓ１５０９）。
【００５３】
計測温度Ｔが２３０℃以下で（Ｓ１７０８：ＮＯ）、かつ、１７０℃を超える場合には（Ｓ１７１１：ＹＥＳ）、消磁コイル２１５の傾斜角度を中サイズ用の角度（２０度）に調整する（Ｓ１７１２）。また、計測温度Ｔが１７０℃以下である場合には（Ｓ１７１１：ＮＯ）、消磁コイル２１５をＯＦＦする（Ｓ１７１３）。
ステップＳ１７０９、Ｓ１７１２及びＳ１７１３の処理の後、定着処理が完了していなければ（Ｓ１７１０：ＮＯ）、ステップＳ１７０７に進んで上述の処理を繰り返す。また、定着処理が完了した場合には（Ｓ１７０１：ＹＥＳ）、すべての処理を完了する。
【００５４】
このようにしても、簡便な構成の消磁コイルを１つだけ用いてさまざまなサイズの記録シートを連続通紙する場合における端部過熱を防止することができる。したがって、端部過熱を防止するために要するコストを低減することができる。
［６］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００５５】
（１）  上記実施の形態においては、耐熱性接着剤を用いて消磁コイル２１５を所定の傾斜角度に固定する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて他の手段を用いて消磁コイル２１５を支持しても良い。例えば、耐熱性樹脂からなり、所定の角度を有する楔状の支持部材を用いて消磁コイル２１５を支持すれば、接着剤のように固化を待つ必要が無いので、さらに組み立てが容易になる。
【００５６】
（２）  上記実施の形態においては、加熱装置が定着ベルト２０６を電磁誘導加熱する場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、定着ベルト２０６を備えず、定着ローラ２０２に電磁誘導発熱層を設けて、これをジュール発熱させても良い。また、定着ベルト２０６を定着ローラ２０２に遊嵌する構成においても、本発明を適用して上述のような効果を得ることができる。
【００５７】
（３）  上記実施の形態においては、画像形成装置として所謂ＭＦＰ（Multi Function Peripheral）を例にとったが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて単機能機、すなわち、プリンタ装置や複写装置、ファクシミリ装置などに本発明を適用しても、その効果を得ることができる。また、上記実施の形態において挙げた材料や材質、寸法、巻き数等はあくまで例示に過ぎず、他の材料等を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る加熱装置、定着装置及び画像形成装置は、複数サイズの記録シートにトナー像を定着する際の過熱や定着不良を低コストで解消する技術として有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１…………………画像形成装置
１１５……………定着装置
２０７……………励磁コイル
２０８……………赤外線センサ
２０９……………センターコア
２１０、２１１…裾コア
２１２……………コイルボビン
２１３……………メインコア
２１４……………コア保持部材
２１５……………消磁コイル
６０１……………耐熱性樹脂
１２０１…………ホルダ
１２０２…………支軸
１２０３…………ワイヤ
１２０４…………フック
１３０１…………ピニオン
１３０２…………ラック
１４０５…………ステッピングモータ
【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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【図１６】
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【図１７】
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