(57)【要約】      （修正有）【課題】通紙領域と非通紙領域における加熱温度をそれぞれ制御して、通紙領域と非通紙領域との加熱温度ムラを解消すること。【解決手段】電磁誘導加熱方式により記録材を加熱してトナー像を定着させる定着装置は、加熱領域の中央部に第１の透磁率を有する金属層７３ａと、加熱領域の両端部に第１の透磁率よりも低い第２の透磁率を有する金属層７３ｂと、を有する第１の加熱部材７３と、第１の加熱部材７３に当接し、第１の透磁率の近傍かつ第２の透磁率より高い第３の透磁率を有する金属層７２ｂを含む第２の加熱部材７２と、加熱領域の中央部の温度と、加熱領域の両端部の温度差に基づいて、磁束発生駆動周波数を制御する周波数制御回路により、金属層７３ａ、金属層７３ｂ、及び金属層７２ｂのうちの少なくともいずれか１つの金属層に渦電流を発生させて、金属層を発熱させる電磁誘導加熱ユニットと、を備える。【選択図】図４
2009031670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導加熱方式により記録材を加熱してトナー像を定着させる定着装置であって、
記録材を加熱するための加熱領域の中央部に第１の透磁率を有する金属層と、前記加熱領域の両端部に前記第１の透磁率よりも低い第２の透磁率を有する金属層と、を有する第１の加熱部材と、
前記第１の透磁率を有する金属層と、前記第２の透磁率を有する金属層とに当接し、前記第１の透磁率の近傍かつ前記第２の透磁率より高い第３の透磁率を有する金属層を含む第２の加熱部材と、
前記加熱領域の中央部における温度を検出する第１の温度検出手段と、          
前記加熱領域の両端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記第１の温度検出手段により検出された温度と、前記第２の温度検出手段により検出された温度との温度差に基づいて、磁束を発生させるための駆動周波数を制御する周波数制御手段と、
前記駆動周波数に応じた磁束により、前記第１の透磁率を有する金属層、前記第２の透磁率を有する金属層、及び前記第３の透磁率の金属層のうちの少なくともいずれか１つの金属層に渦電流を発生させて、当該渦電流を発生させた金属層を発熱させる電磁誘導加熱手段と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記周波数制御手段は、前記温度差が予め定められた第１基準温度差以上となる場合、設定されている駆動周波数をより低い駆動周波数に切り替え、
前記電磁誘導加熱手段は、切り替えられた前記駆動周波数に応じた磁束により、前記第１の透磁率を有する金属層と前記第３の透磁率を有する金属層に渦電流を発生させて発熱させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記周波数制御手段は、前記温度差が予め定められた第２基準温度差以下となる場合、設定されている駆動周波数をより高い駆動周波数に切り替え、
前記電磁誘導加熱手段は、切り替えられた前記駆動周波数に応じた磁束により、前記第３の透磁率を有する金属層に渦電流を発生させて発熱させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記第２の加熱部材は、前記記録材を搬送するためのベルトを構成する部材であり、
前記第１の加熱部材は、前記ベルトを駆動するためのローラを構成する部材であることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項５】
前記ローラは、
基材に前記第１の加熱部材を積層し、当該第１の加熱部材に前記第２の加熱部材を積層した多層構造を有することを特徴とする請求項４に記載の定着装置
【請求項６】
前記第１の透磁率を有する金属層と前記第３の透磁率を有する金属層はニッケルにより構成され、前記第２の透磁率を有する金属層はアルミニウムで構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁誘導加熱方式による定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においては、記録紙に転写されたトナー像のトナーを熱によって融解して記録紙に定着させるための定着装置が備えられている。定着装置としては、高速昇温させるために、加熱媒体である定着ローラを薄肉小径化したもの、樹脂フィルムの回転体に対してその内側から加熱体を圧接したものなどが知られている。また近年では薄肉金属の回転体を誘導加熱により発熱させる電磁誘導加熱方式も用いられるようになっている。
【０００３】
これらはいずれも加熱媒体である回転体の熱容量を小さくして加熱効率を高めている。複写機などの画像形成装置では、薄肉の回転体を記録紙に接触させて記録紙上のトナーを加熱溶融させるタイプの定着装置が多く提案されている。ところが、熱容量の小さい薄肉の回転体を加熱媒体として使用する場合、回転軸方向への熱移動が良好でない。この傾向は回転体が薄肉になるほど顕著である。回転体の長手方向に対して、回転体の長さいっぱいの幅（最大通紙幅）を有する記録紙を通紙させて定着させる場合には、記録紙により奪われる熱量は長手方向において略均一となる。そのため、温度分布にばらつきが生じるという問題は生じない。
【０００４】
しかし、最大通紙幅に対して、幅寸法の小さい小形サイズの記録紙を連続して通紙させる場合には、記録紙により回転体における通紙領域の熱量が奪われる。そのため、通紙領域における温度分布（温調温度）は、回転体における非通紙領域に比べて低くなる。図１５は、加熱媒体である回転体の長手方向の領域（非通紙領域、通紙領域）と温調温度（以下、「加熱温度」または、単に「温度」ともいう）の分布を示す図である。図１５に示すように通紙領域における温度と非通紙領域における温度との温度差（加熱温度ムラ）が極めて大きくなってしまうという問題が生じる。
【０００５】
加熱媒体の長手方向における加熱温度ムラのために、回転体を構成する樹脂材料、及びその周辺部材の耐熱寿命が低下し、熱的損傷を被ったりする恐れが生じるという問題もある。
【０００６】
更には、小形サイズの複数枚の記録紙が連続して定着装置を通過した直後に大形サイズの記録紙が定着装置を通過した場合、加熱温度ムラにより記録紙にシワや定着ムラが生じる恐れがあるという問題もある。
【０００７】
定着装置の回転体における通紙領域と非通紙領域との温度差（加熱温度ムラ）は、搬送される記録紙の熱量容量が大きく、画像形成スピードを速くするほど広がることになる。このため、薄肉で低熱容量の回転体により構成される定着装置を、画像形成スピードの速い画像形成装置に適用することは困難なものとなっている。
【０００８】
これに対し、加熱源としてハロゲンランプや発熱抵抗体を使用した定着装置では、図１６(ａ)のように加熱源７９を分割し、通紙幅に応じた領域を加熱するように選択的に通電する構成のものが知られている。
【０００９】
また、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置においても、図１６（ｂ）のように誘導コイル７１を分割して選択的に通電する構成のものがある(例えば、特許文献１を参照)。
【００１０】
また電磁誘導加熱方式の別の定着装置では、加熱媒体と誘導コイルの間に誘導コイルから加熱媒体へ届く磁束の一部を遮蔽する磁束遮蔽部を配置して、磁束遮蔽部の位置を変化させることで加熱温度を制御する構成が提案されている(例えば、特許文献２)。特許文献２の構成によれば、磁束遮蔽部を移動させることで発熱範囲を制御することができる。発熱範囲の制御により、必要な部分以外は誘導コイルから届く磁束が遮蔽され、発熱を抑えることができ、加圧媒体の熱分布をコントロールすることが可能となる。
【特許文献１】特開２０００−２０６８１３号公報
【特許文献２】特開２００６−１４６１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、誘導コイルを複数設けたり、分割したりする構成をとる場合、誘導コイルを制御するための制御回路も、分割数に合わせて複数のものが必要となり、制御回路は複雑化し、コストも高くなる。
【００１２】
また、磁束遮蔽部を設けた構成をとる場合は、磁束遮蔽部を配置する空間や磁束遮蔽部を移動させる移動機構が更に必要になり、定着装置のサイズも大型化し、コストも高くなるという問題も生じる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、通紙領域と非通紙領域における加熱温度をそれぞれ制御して、通紙領域と非通紙領域との加熱温度ムラを解消することが可能な定着装置の提供を目的とする。
【００１４】
上記の目的を達成する本発明にかかる定着装置は、電磁誘導加熱方式により記録材を加熱してトナー像を定着させる定着装置であって、
記録材を加熱するための加熱領域の中央部に第１の透磁率を有する金属層と、前記加熱領域の両端部に前記第１の透磁率よりも低い第２の透磁率を有する金属層と、を有する第１の加熱部材と、
前記第１の透磁率を有する金属層と、前記第２の透磁率を有する金属層とに当接し、前記第１の透磁率の近傍かつ前記第２の透磁率より高い第３の透磁率を有する金属層を含む第２の加熱部材と、
前記加熱領域の中央部における温度を検出する第１の温度検出手段と、          
前記加熱領域の両端部の温度を検出する第２の温度検出手段と、
前記第１の温度検出手段により検出された温度と、前記第２の温度検出手段により検出された温度との温度差に基づいて、磁束を発生させるための駆動周波数を制御する周波数制御手段と、
前記駆動周波数に応じた磁束により、前記第１の透磁率を有する金属層、前記第２の透磁率を有する金属層、及び前記第３の透磁率の金属層のうちの少なくともいずれか１つの金属層に渦電流を発生させて、当該渦電流を発生させた金属層を発熱させる電磁誘導加熱手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、通紙領域と非通紙領域における加熱温度をそれぞれ制御して、通紙領域と非通紙領域との加熱温度ムラを解消することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を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要素はあくまで例示であり、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態にかかる電子写真方式のカラー画像形成装置の概略を示す図である。尚、本発明の趣旨は、カラー画像形成装置に限定されるものではなく、電子写真方式を利用した画像形成装置であれば、モノクロの画像形成装置でもよい。
【００１８】
１次帯電部２ａ〜２ｄによって感光体１ａ〜１ｄが一様に帯電された後、画像信号に応じた露光が露光部３ａ〜３ｄによって実行されることにより、感光１ａ〜１ｄに静電潜像が形成される。
【００１９】
その後、現像部４ａ〜４dによってトナー像が現像され、４個の感光体１ａ〜１ｄ上のトナー像は１次転写部５３ａ〜５３ｄによって中間転写ベルト５１に多重転写され、更に２次転写部５６、５７によって記録紙Ｐに転写される。
【００２０】
感光体上に残った転写残トナーはクリーナー６ａ〜６ｄによって、中間転写ベルト５１に残った転写残トナーは回収される。記録紙Ｐに転写されたトナー像は定着部7によって定着されることにより、カラー画像を得る。定着部７は、電磁誘導加熱方式を用いている。制御部１００は、ＣＰＵ、制御回路、画像形成装置の制御プログラム、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ）等により構成され、画像形成装置の構成要素の動作を制御することが可能である。
【００２１】
図２は電磁誘導加熱方式を用いた定着部７の構成を示す図である。ベルト７２、７５は導電性発熱体を含むものである。回転体（回転部材）７３、７４、７６、７７は矢印方向に回転可能である。回転体７３、７４、７６、７７の回転駆動によりベルト７２が時計回り方向に移動し、ベルト７５が反時計回り方向に移動する。
【００２２】
導電性発熱体を含むベルト７２に対向してコイル７１がコイルホルダ７０の内部に配置されている。制御部１００の制御の下、コイル７１に交流電流を流して磁場を発生させることで、ベルト７２の導電性発熱体および回転体７３が発熱する（自己発熱）。
【００２３】
電磁誘導加熱ユニット２００は、画像形成装置の制御部１００と回転体７３の軸方向における通紙サイズ、連続通紙枚数、通紙のタイミング等の情報を共有して定着部７の加熱制御を実行する。
【００２４】
図９は、電磁誘導加熱ユニット２００の構成を説明する図である。電磁誘導加熱ユニット２００は、交流電源５００、ダイオードブリッジ１０１、直流電源回路１３０、共振回路を形成する第１の共振コンデンサ１０５、第２の共振コンデンサ１０６、コイル７１を備える。ここで、直流電源回路１３０は、交流電源５００からの交流電圧からスイッチ回路に入力する直流電圧を生成する。スイッチ回路は、コイル７１に高周波の電流を供給するための第１のスイッチ素子１０３、第２のスイッチ素子１０４を含む。
【００２５】
また、電磁誘導加熱ユニット２００は、第１のスイッチ素子１０３、第２のスイッチ素子１０４、２つのスイッチ素子を駆動信号１２１、１２２で駆動する駆動回路（駆動手段）１１２、入力電力を検出する電力検出回路（電力検出手段）１１１を備える。
【００２６】
電磁誘導加熱ユニット２００は回転体７３の長手方向（図３（ａ）のｘ方向）中央部３００の温度を検出する温度検出部７８ａ（第１の温度検出手段）、回転体７３の長手方向端部３０１の温度を検出する温度検出部７８ｂ（第２の温度検出手段）を備える。ここで、回転体７３の長手方向（図３（ａ）のｘ方向）は、記録材の搬送方向と直交する幅方向に相当する。
【００２７】
また、電磁誘導加熱ユニット２００は、電力検出回路（電力検出手段）１１１及び温度検出部（第１の温度検出手段）７８ａによる検出結果に基づき、直流電源回路１３０の出力電圧Ｖを制御する電力制御回路（電力制御手段）１１０を備える。コイル７１に印加する電力は直流電源回路１３０の出力電圧Ｖを高くすると増加し、直流電源回路１３０の出力電圧Ｖを低くすると減少する。
【００２８】
また、電磁誘導加熱ユニット２００は周波数制御回路（周波数制御手段）１１３を備える。周波数制御回路１１３は、第１の温度検出手段７８ａにより検出された温度Ｔａと、第２の温度検出手段７８ｂにより検出された温度Ｔｂとを比較し、温度差Ｔｄ＝Ｔｂ−Ｔａを演算する。周波数制御回路１１３は、温度差Ｔｄが予め定められた第１基準温度差Ｔ１以上(第１基準温度差以上)になった場合に、駆動回路１１２から出力される駆動信号１２１、１２２の駆動周波数を下げるように周波数を制御する。例えば、現在設定されている駆動周波数が図５に示されるｆ２である場合に、周波数制御回路１１３は駆動周波数をｆ２からｆ１に下げるように制御することが可能である。
【００２９】
一方、周波数制御回路１１３は予め定められた第２基準温度差Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以下(第２基準温度差以下)に温度差Ｔｄが下がった場合、周波数制御回路１１３は駆動手段１１２から出力される駆動信号１２１、１２２の駆動周波数を上げるように制御する。例えば、現在設定されている駆動周波数が図５に示されるｆ１である場合に、周波数制御回路１１３は駆動周波数をｆ１からｆ２に上げるように制御することが可能である。
【００３０】
電磁誘導加熱ユニット２００は、駆動周波数に応じた磁束により、第１の透磁率を有する金属層、第２の透磁率を有する金属層、及び第３の透磁率の金属層のうちの少なくとも１つの金属層に渦電流を発生させて、渦電流を発生させた金属層を発熱させる。電磁誘導加熱ユニット２００は、駆動周波数に応じた磁束により、金属層７２ｂのみの発熱、金属層７２ｂ及び加熱領域の中央部における金属層７３ａの発熱、そして、金属層７２ｂ、金属層７３ａ及び加熱領域の両端部における金属層７３ｂの発熱を制御する。
【００３１】
図３（ａ）は定着部７を構成しているコイルホルダ７０、ベルト７２、回転体７３、７４の斜視図である。ベルト７２に対向するコイルホルダ７０の対向面には、回転体７３の長手方向（図３（ａ）のｘ方向）の中央部３００における温度を検出する温度検出部７８ａ（第１の温度検出手段）が配置されている。また、ベルト７２に対向するコイルホルダ７０の対向面には、回転体７３の長手方向端部３０１の温度を検出する温度検出部７８ｂ（第２の温度検出手段）が配置されている。
【００３２】
図３（ｂ）は定着部７を構成する回転体７３の斜視図である。回転体７３の表面には長手方向の中央部３００に金属層７３ａが取り付けられており、両端部３０１には金属層７３ｂが取り付けられている。金属層７３ａ、７３ｂはそれぞれ透磁率あるいは導電率の異なる薄い金属層である。
【００３３】
回転体７３は、第１の加熱部材として機能する。回転体７３はトナー像が形成された記録材を加熱するための加熱領域の中央部に第１の透磁率を有する金属層７３ａと、加熱領域の両端部（図３（ｂ）の参照番号３０１に対応する）に第１の透磁率よりも低い第２の透磁率を有する金属層７３ｂと、を有する。図３（ａ）におけるベルト７２は、第２の加熱部材として機能する。ベルト７２は、第１の透磁率を有する金属層７３ａと、第２の透磁率を有する金属層７３ｂとに当接し、第２の透磁率よりも高く、第１の透磁率の近傍の、または略同一の第３の透磁率を有する金属層７２ｂ（図４）を含む。
【００３４】
図４は、コイルホルダ７０、コイル７１、ベルト７２（７２ａ、７２ｂ）及び回転体７３（７３ａ、７３ｂ、７３ｃ）の断面構成を示す図である。コイル７１はコイルホルダ７０内に収められている。コイル７１に対向して配置されているベルト７２は導電性発熱体である薄肉の金属層７２ｂの表面にゴム層７２ａが付けられた構成になっている。回転体７３は、基材である７３ｃの表面に図３（ｂ）で説明したように長手方向の中央部３００には金属層７３ａが取り付けられており、両端部３０１には金属層７３ｂが取り付けられている。
【００３５】
図５は、ベルト７２の導電性発熱体である薄肉の金属層７２ｂと回転体７３の長手方向中央部の金属層７３ａ及び長手方向両端部の金属層７３ｂの周波数に対するそれぞれの発熱量の関係を示す図である。
【００３６】
本実施形態では回転体７３の長手方向両端部に用いられている金属層７３ｂはベルト７２の金属層７２ｂや回転体７３の長手方向中央部に用いられている金属層７３ａに比べて、周波数の低い領域（低周波側）では発熱しにくい材料が選択されている。図５において、周波数ｆ１ではベルト７２の金属層７２ｂや回転体７３の長手方向中央部に用いられている金属層７３ａは発熱するが、回転体７３の長手方向両端部に用いられている金属層７３ｂはほとんど発熱しない。一方、周波数ｆ２まで高くすると金属層７３ｂも発熱する。この関係は、例えば、金属層７３ｂを比透磁率約１のアルミニウム、ベルト７２の金属層７２ｂや金属層７３ａを比透磁率約３００のニッケルで構成することにより実現することが可能である。ここで比透磁率は真空の透磁率４π×10−7(H/m)に対する比である。この構成によれば、金属層７３ｂの透磁率をベルト７２の金属層７２ｂや回転体７３の長手方向中央部に用いられている金属層７３ａの透磁率に比べて小さくすることが可能である。
【００３７】
次にコイルに流す電流の周波数を変化させて長手方向中央部（小形サイズの通紙領域）と長手方向両端部（小形サイズの非通紙領域）の発熱分布を変化させる動作について説明する。一般に表皮効果による磁束の浸透深さδはその材料の抵抗率σ、透磁率μ、角速度ω（＝２πｆ：ｆは周波数）を用いて（１）式で表されることが知られている。図６は、渦電流密度と浸透深さδとの関係を例示的に示す図である。渦電流は被加熱物の表面に近いほど大きく、内部に行くにつれて指数関数的に小さくなる。これを表皮効果という。渦電流が表面における電流密度の０．３６８倍に減少した点での被加熱物の表面からの深さを浸透深さδと呼ぶ。
【００３８】
【数１】
2009031670.tif 000003
【００３９】
周波数ｆ０（図５）における磁束の浸透深さδ(ｆ０)とする。周波数ｆ０を図５に示すｆ１≦ｆ０≦ｆ２の範囲で変化させることにより浸透深さδ(ｆ０)を制御することが可能である。
【００４０】
図７（ａ）は周波数ｆ１における磁束φの分布を例示的に示す図であり、図７（ｂ）は周波数ｆ２における磁束φの分布を例示的に示す図である。図７（ａ）で示すように、周波数ｆ１の場合において、磁束φはベルトの金属層７２ｂを突き抜けて回転体７３の金属層７３ａ及び７３ｂにまで達している。
【００４１】
しかし、周波数ｆ１では図５に示すように発熱するのはベルトの金属層７２ｂと回転体７３の長手方向中央部の金属層７３ａが主となる。回転体７３の長手方向両端部の金属層７３ｂはほとんど発熱しないので、長手方向の発熱分布は図８（ａ）のように、回転体７３の長手方向中央部の発熱（小形サイズ通紙領域）が大きく、これに対して両端部（非通紙領域）の発熱が小さくなる。これにより、小形サイズの連続通紙においても、回転体７３の両端部（非通紙領域）の温度が上昇しすぎてしまうのを防ぐことが可能となる。
【００４２】
一方、周波数ｆ２の場合、図７（ｂ）に示すように、磁束φはベルトの金属層７２ｂを突き抜けず、回転体７３の金属層７３ａ及び７３ｂにまで達しない。従って、周波数ｆ２において、発熱するのはベルトの金属層７２ｂが主となり、金属層７３ａと７３ｂはほとんど発熱しない。この場合、回転体７３の長手方向の発熱分布は図８（ｂ）に示すように、発熱量は通紙領域の全体にわたり一様な分布となる。これにより、普通サイズの連続通紙においても回転体７３の長手方向両端部の温度が低下してしまうのを防ぐことが可能となる。
【００４３】
図１４は、加熱温度制御の流れを説明するフローチャートである。本処理は、電磁誘導加熱ユニット２００の全体的な制御の下に実行される。
【００４４】
Ｓ１４０１において、電磁誘導加熱ユニット２００の周波数制御回路１１３は、駆動周波数ｆをｆ２と設定する。そして、Ｓ１４０２で、周波数制御回路１１３は回転体長手方向の中央部の温度を検出する温度検出部７８ａにより検出された温度Ｔａと、長手方向端部の温度を検出する温度検出部７８ｂにより検出された温度Ｔｂとに基づき温度差Ｔｄ＝Ｔｂ−Ｔａを演算する。
【００４５】
次に、Ｓ１４０３において、周波数制御回路１１３は、現在の駆動周波数がｆ１かｆ２かを判定し、駆動周波数がｆ２の場合（Ｓ１４０３−Ｙｅｓ）、Ｓ１４０４において、制御部１００は、温度差Ｔｄと、予め定めた第１基準温度差Ｔ１とを比較する。
【００４６】
Ｓ１４０４の判定でＴｄ≧Ｔ１の場合、周波数制御回路１１３は、Ｓ１４０５において、駆動周波数ｆを低い周波数ｆ１に切り替えて、回転体７３の長手方向端部の発熱量を減らすように制御する。周波数制御回路１１３は、回転体７３の長手方向の発熱分布を図８（ａ）のように、小形サイズ通紙領域（中央部に対応する）を大きく、非通紙領域（両端部に対応する）の発熱を小さくするように加熱を制御する。
【００４７】
一方、Ｓ１４０３の判定で、周波数制御回路１１３が現在設定されている駆動周波数がｆ１と判定する場合（Ｓ１４０３−Ｎｏ）、処理をＳ１４０６に進める。
【００４８】
Ｓ１４０６において、周波数制御回路１１３は、先のステップＳ１４０２で算出した温度差Ｔｄと予め定めた第２基準温度差Ｔ２とを比較する。Ｔｄ≦Ｔ２の場合（Ｓ１４０６−Ｙｅｓ）、周波数制御回路１１３は、処理をＳ１４０７に進める。
【００４９】
Ｓ１４０７において、周波数制御回路１１３は、駆動周波数ｆをｆ１より高い周波数ｆ２に切り替えて、回転体７３の長手方向の発熱分布を図８（ｂ）に示すように全体にわたり一様な分布となるように加熱を制御する。
【００５０】
図１４の例では、２種類の駆動周波数として、ｆ１、ｆ２を切り替える例を説明したが、連続的に周波数を変化させて発熱分布を制御することも可能である。コイルによって発熱する金属ローラの材質を小サイズ通紙領域と非通紙領域で異なるものを使用し、周波数制御回路１１３は、両領域の温度差に応じてコイルに流す電流の周波数を変更する。小サイズ通紙領域と非通紙領域とにおいて、コイルに流す電流の周波数をそれそれ制御することで、非通紙領域の温度が異常に高くなってしまうのを防ぐことが可能になる。
【００５１】
本実施形態によれば、小サイズ通紙領域と非通紙領域における加熱温度をそれぞれ制御して、小サイズ通紙領域と非通紙領域との加熱温度ムラを解消することが可能になる。
【００５２】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態にかかる電子写真方式のカラー画像形成装置の概略を示す図である。図１０に示すカラー画像形成装置の構成と、第１実施形態で説明した画像形成装置（図１）と、は定着部７１０の構成において相違する。その他の同一の構成要素には、同一の参照番号を付して説明を省略する。
【００５３】
図１１は、定着部７１０を構成するコイルホルダ１７０、コイル１７１、ローラである回転体の断面構成を示す図である。コイル１７１に対向して配置されているローラ（回転体）は多層構造となっている。基材となる１７３ｃの表面には、図１２に示すように長手方向の中央部１２３０に金属層１７３ａが取り付けられており、両端部１２３１には金属層１７３ｂが取り付けられている。金属層１７３ａ、１７３ｂは、第１の金属層を構成する。金属層１７３ａ、１７３ｂに当接して、更に、第２の金属層として導電性発熱体である薄肉の金属（金属層）１７２ｂが積層され、そして、金属層１７２ｂの上には、ゴム層１７２ａが構成されている。ここで、金属層１７３ａ、１７３ｂはそれぞれ透磁率あるいは導電率の異なる薄い金属層であり、金属層１７３ｂの透磁率（第２の透磁率）は、金属層１７３ａの透磁率（第１の透磁率）よりも低い。
【００５４】
ローラの基材１７３ｃは、記録材を加熱するための加熱領域の中央部に第１の透磁率を有する金属層１７３ａと、加熱領域の両端部に第１の透磁率よりも低い第２の透磁率を有する金属層１７３ｂと、を有する第１の加熱部材として機能する。ゴム層１７２ａと金属層１７２ｂとからなる部材は第１の透磁率を有する金属層１７３ａと第２の透磁率を有する金属層１７３ｂとに当接し第２の透磁率よりも高く第１の透磁率の近傍の第３の透磁率を有する金属層１７２ｂを含む第２の加熱部材として機能する。
【００５５】
金属層１７２ａ（第２の金属層）と回転体の長手方向中央部の金属層１７３ａ及び長手方向両端部の金属層１７３ｂの周波数に対するそれぞれの発熱量の関係は、先に説明した図５に示す通りである。
【００５６】
ローラ（回転体）の長手方向両端部に用いられている金属層１７３ｂは、ローラ上の第２の金属層１７２ａやローラ（回転体）の長手方向中央部に用いられている金属層１７３ａに比べて周波数の低い領域（低周波側）では発熱しにくい材料が選択されている。
【００５７】
図５において、周波数ｆ１ではローラ上の第２の金属層１７２ｂや回転体の長手方向中央部に用いられている第１の金属層１７３ａは発熱するが、回転体の長手方向両端部に用いられている第１の金属層１７３ｂはほとんど発熱しない。一方、周波数ｆ２まで高くすると第１の金属層１７３ｂも発熱する。この関係は、例えば、金属層１７３ｂを比透磁率約１のアルミニウム、金属層１７２ｂや金属層１７３ａを比透磁率約３００のニッケルで構成することにより実現することが可能である。この構成によれば、金属層１７３ｂの透磁率を金属層１７２ｂや金属層１７３ａの透磁率に比べて小さくすることが可能である。  次にコイルに流す電流の周波数を変化させて長手方向中央部（小形サイズの通紙領域）と長手方向両端部（小形サイズの非通紙領域）の発熱分布を変化させる動作について説明する。表皮効果は、第１実施形態で説明した図６の特性、及び（１）式に従う。
【００５８】
ローラ（回転体）を図１１に示すように、第１の金属層（１７３ａ、１７３ｂ）と第２の金属層１７２ｂとを有する多層構造とすることにより、図１３及び第１実施形態で説明した図８と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
すなわち、図１３（ａ）で示すように、周波数ｆ１の場合において、磁束φは第２の金属層１７２ｂを突き抜けて回転体の第１の金属層１７３ａ及び１７３ｂにまで達している。
【００６０】
しかし、周波数ｆ１では図５に示すように発熱するのは第２の金属層１７２ｂと第１の金属層１７３ａが主となる。第１の金属層１７３ｂはほとんど発熱しないので、長手方向の発熱分布は図８（ａ）のように、小形サイズ通紙領域が大きく、これに対して非通紙領域の発熱が小さくなる。これにより、小形サイズの連続通紙においても、回転体の両端部（非通紙領域）の温度が上昇しすぎてしまうのを防ぐことが可能となる。
【００６１】
一方、周波数ｆ２の場合、図１３（ｂ）に示すように、磁束φは第２の金属層１７２ｂを突き抜けず、第１の金属層１７３ａ及び１７３ｂにまで達しない。従って、周波数ｆ２において、発熱するのは第２の金属層１７２ｂが主となり、第１の金属層１７３ａと１７３ｂはほとんど発熱しない。この場合、回転体の長手方向の発熱分布は図８（ｂ）に示すように、発熱量は通紙領域の全体にわたり一様な分布となる。これにより、普通サイズの連続通紙においても回転体の長手方向両端部の温度が低下してしまうのを防ぐことが可能となる。本実施形態における加熱制御も、第１実施形態と同様に電磁誘導加熱ユニット２００（図９）の制御の下、図１４のフローチャートに従った処理により実行される。
【００６２】
本実施形態によれば、小サイズ通紙領域と非通紙領域における加熱温度をそれぞれ制御して、小サイズ通紙領域と非通紙領域との加熱温度ムラを解消することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施形態にかかるカラー画像形成装置の概略を示す図である。
【図２】電磁誘導加熱方式を用いた定着部の構成を示す図である。
【図３】（ａ）は定着部を構成するコイルホルダ、ベルト、回転体の斜視図であり、（ｂ）は定着部を構成する回転体の斜視図である。
【図４】コイルホルダ、コイル、ベルト及び回転体の断面構成を示す図である。
【図５】導電性発熱体である金属層７２ｂ（１７２ｂ）と金属層７３ａ（１７３ａ）及び金属層７３ｂ（１７３ｂ）の周波数に対するそれぞれの発熱量の関係を示す図である。
【図６】渦電流密度と浸透深さδとの関係を例示的に示す図である。
【図７】（ａ）は周波数ｆ１における磁束φの分布を例示的に示す図であり、（ｂ）は周波数ｆ２における磁束φの分布を例示的に示す図である。
【図８】加熱制御と発熱量の分布との関係を示す図である。
【図９】本発明の実施形態にかかる電磁誘導加熱ユニットの構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかる電子写真方式のカラー画像形成装置の概略を示す図である。
【図１１】定着部７１０を構成するコイルホルダ、コイル、ローラである回転体の断面構成を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態にかかる定着部を構成する回転体の斜視図である。
【図１３】（ａ）は周波数ｆ１における磁束φの分布を例示的に示す図であり、（ｂ）は周波数ｆ２における磁束φの分布を例示的に示す図である。
【図１４】本発明の実施形態にかかる加熱温度制御の流れを説明するフローチャートである。
【図１５】非通紙領域及び通紙領域と温調温度との関係を示す図である。
【図１６】従来例における非通紙部昇温対策の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
1a,1b,1c,1d：感光体
2a,2b,2c,2d：１次帯電部
3a,3b,3c,3d：露光部
4a,4b,4c,4d：現像部
7：定着部
71：コイル
710：定着部
【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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