(57)【要約】【課題】熱ローラにおける温度分布の均一性を、背景技術よりも向上することができる定着装置、及び画像形成装置を提供する。【解決手段】筒状の導電体を用いて構成された熱ローラ７１と、熱ローラ７１と対向配置される圧ローラ７２と、熱ローラ７１の軸方向に列んで配設され、熱ローラ７１を誘導加熱する複数の励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃと、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃと熱ローラ７１の内壁面との距離を変化させる方向に、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃをそれぞれ独立して移動させる駆動部７７とを備えた。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の導電体を用いて構成され、トナー像の形成された用紙を加熱するための熱ローラと、
前記用紙を加圧する圧ローラと、
前記熱ローラの軸方向に列んで配設され、前記熱ローラを誘導加熱する複数のコイルと、
前記複数のコイルと前記導電体との距離を変化させる方向に、前記複数のコイルをそれぞれ独立して移動させる駆動部と
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記複数のコイルは、
前記導電体の内側に配設されていること
を特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記熱ローラは、前記圧ローラと対向配置されており、
前記駆動部は、前記熱ローラにおける前記圧ローラと対向する位置を通る直径方向に沿って、前記複数のコイルを移動させること
を特徴とする請求項２記載の定着装置。
【請求項４】
前記複数のコイルとそれぞれ対応する位置の前記熱ローラの温度をそれぞれ検出する温度検出部と、
前記温度検出部により検出された複数の温度のうちいずれかが、前記熱ローラの温度の目標値として設定された目標温度値より高い場合、当該目標温度値より高い温度が検出された位置に対応する前記コイルを、前記駆動部によって、前記導電体から遠ざける方向に移動させ、前記温度検出部により検出された複数の温度のうちいずれかが、前記目標温度値より低い場合、当該目標温度値より低い温度が検出された位置に対応する前記コイルを、前記駆動部によって、前記導電体に近づける方向に移動させる温度制御部とをさらに備えること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の定着装置と、
用紙にトナー像を形成する像形成部とを備え、
前記定着装置は、前記像形成部により用紙に形成されたトナー像を加熱溶融して定着させること
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、誘導加熱方式で加熱される熱ローラを備えた定着装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やファクシミリ、レーザプリンタ等、電子写真プロセスを用いる画像形成装置は、用紙に形成されたトナー像を溶融定着させる定着装置を備えている。このような定着装置は、熱ローラと圧ローラとが対向配置されて構成されている。そして、熱ローラと圧ローラとの間に形成されるニップ部で、トナー像が形成された用紙を挟持搬送することで、トナー像を加圧しつつ加熱して、用紙にトナー像を溶融定着するようになっている。
【０００３】
この熱ローラの熱源として、電磁誘導加熱（ＩＨ）方式の熱源が知られている。この電磁誘導加熱方式の熱ローラでは、導電性材料からなる筒状のローラ本体の内部にコイルが配置されている。そして、このコイルに高周波電流を流し、これにより生じた高周波磁界でローラ本体に誘導渦電流を発生させ、ローラ本体の抵抗によってジュール発熱させるようになっている。
【０００４】
このような定着装置では、熱ローラ及び圧ローラは、画像形成可能な最も大きな用紙サイズにあわせて、その長さが決められている。そのため、サイズの小さな用紙に画像形成を行うときは、熱ローラの一部、例えば中央部にしか通紙されない。そのため、熱ローラにおける通紙される中央部のみ用紙に熱が奪われる一方、通紙されない熱ローラの端部では用紙に熱が奪われることがない。そのため、熱ローラの温度分布が均一にならず、温度むらができてしまうという不都合があった。
【０００５】
そこで、このため励磁コイルの形状をローラ軸方向に弓形に加工し、中央部を加熱したい場合は励磁コイル中央部の熱ローラとの距離が小さくなるように励磁コイルを回転させ、端部を加熱したい場合は励磁コイル端部の熱ローラとの距離が小さくなるように回転させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。これによって、軸方向での加熱量を部分的に調節できる結果、小サイズから大サイズまで、用紙サイズに応じて、熱ローラの温度分布のむらを低減するようになっている。
【特許文献１】特開２００５−２９２６０４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、特許文献１に記載の技術では、熱ローラの中央部を加熱したい場合は中央部の熱ローラと励磁コイルの距離を近づけて発熱量を増大させる反面、端部は熱ローラと励磁コイルの距離が遠くなるため相対的に発熱量が減る。さらに端部を加熱したい場合は端部の熱ローラと励磁コイルの距離を近づけて発熱量を増大させる反面、中央部は熱ローラと励磁コイルの距離が遠くなるため相対的に発熱量が減る。
【０００７】
このように、特許文献１に記載の技術では、熱ローラの端部と中央部とは、相反する加熱制御しか行うことができない。そのため、熱ローラの温度分布を大雑把に均一化することは可能であるものの、熱ローラの温度制御の精度を向上させることが困難であるという、不都合があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みて為された発明であり、熱ローラにおける温度分布の均一性を、背景技術よりも向上することができる定着装置、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】
本発明に係る定着装置は、筒状の導電体を用いて構成され、トナー像の形成された用紙を加熱するための熱ローラと、前記用紙を加圧する圧ローラと、前記熱ローラの軸方向に列んで配設され、前記熱ローラを誘導加熱する複数のコイルと、前記複数のコイルと前記導電体との距離を変化させる方向に、前記複数のコイルをそれぞれ独立して移動させる駆動部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、トナー像の形成された用紙を加熱するための熱ローラが、熱ローラの軸方向に列んで配設された複数のコイルによって、誘導加熱される。これらの複数のコイルは、駆動部によって、熱ローラを構成する導電体との距離を変化させる方向にそれぞれ独立して移動されるようになっている。そして、誘導加熱による導電体の発熱量は、コイルと導電体との距離が短いほど大きく、当該距離が長いほど小さい。従って、駆動部が複数のコイルを独立して移動させることにより、複数のコイルと対向する位置における導電体の各部の発熱量を、それぞれ独立して変化させることが可能となる。従って、熱ローラの端部と中央部とで、相反する加熱制御しか行うことができない背景技術よりも、熱ローラにおける温度分布の均一性を向上することが容易となる。
【００１１】
また、前記複数のコイルは、前記導電体の内側に配設されていることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、複数のコイルを配設するスペースを、熱ローラの外部に確保する必要がないので、定着装置を小型化することが容易となる。
【００１３】
また、前記熱ローラは、前記圧ローラと対向配置されており、前記駆動部は、前記熱ローラにおける前記圧ローラと対向する位置を通る直径方向に沿って、前記複数のコイルを移動させることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、熱ローラにおける圧ローラと対向する位置、すなわち熱ローラと圧ローラとで用紙がニップされ、用紙が熱ローラに接触する位置に最も近づいて誘導加熱するように、複数のコイルを移動させることが可能となるので、誘導加熱により生じた熱を、効率よく用紙に付与することが可能となる。
【００１５】
この構成によれば、用紙が熱ローラに接触する位置に最も近づいて誘導加熱するように、複数のコイルを移動させることが可能となるので、誘導加熱により生じた熱を、効率よく用紙に付与することが可能となる。
【００１６】
また、前記複数のコイルとそれぞれ対応する位置の前記熱ローラの温度をそれぞれ検出する温度検出部と、前記温度検出部により検出された複数の温度のうちいずれかが、前記熱ローラの温度の目標値として設定された目標温度値より高い場合、当該目標温度値より高い温度が検出された位置に対応する前記コイルを、前記駆動部によって、前記導電体から遠ざける方向に移動させ、前記温度検出部により検出された複数の温度のうちいずれかが、前記目標温度値より低い場合、当該目標温度値より低い温度が検出された位置に対応する前記コイルを、前記駆動部によって、前記導電体に近づける方向に移動させる温度制御部とをさらに備えることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、温度検出部によって熱ローラの各部の温度が検出される。そして、各部の温度のうちいずれかが、目標温度値より高い場合、当該目標温度値より高い温度が検出された位置に対応するコイルが、駆動部によって、導電体から遠ざける方向に移動されて当該位置の発熱量が減少する。また、各部の温度のうちいずれかが、目標温度値より低い場合、当該目標温度値より低い温度が検出された位置に対応するコイルが、駆動部によって、導電体に近づける方向に移動されて当該位置の発熱量が増大する。これにより、熱ローラの、温度が高い部分の発熱量は減少し、温度が低い部分の発熱量は増大されるので、熱ローラにおける温度分布の均一性を向上することができる。
【００１８】
また、本発明に係る画像形成装置は、上述の定着装置と、用紙にトナー像を形成する像形成部とを備え、前記定着装置は、前記像形成部により用紙に形成されたトナー像を加熱溶融して定着させる。
【００１９】
この構成によれば、定着装置の熱ローラにおける温度分布の均一性を、背景技術よりも向上することが容易であるので、用紙にトナー像を定着させる際の定着品質を向上させることが容易となる。
【発明の効果】
【００２０】
このような構成の定着装置は、駆動部が複数のコイルを独立して移動させることにより、複数のコイルと対向する位置における導電体の各部の発熱量を、それぞれ独立して変化させることが可能となる。従って、熱ローラの端部と中央部とで、相反する加熱制御しか行うことができない背景技術よりも、熱ローラにおける温度分布の均一性を向上することが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成を概略的に示す構造図である。図２は、図１に示す複写機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置は、複写機に限られず、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等であってもよい。
【００２２】
この複写機１は、本体部２と、本体部２の左方に配設されたスタックトレイ３と、本体部２の上部に配設された原稿読取部５と、原稿読取部５の上方に配設された原稿給送部６と、本体部２の内部に配設された制御部１００とを有している。
【００２３】
複写機１のフロント部には、略長方形の操作パネル部４７が設けられている。操作パネル部４７は、表示部４７３と、操作キー部４７６とを備えている。表示部４７３は、例えばタッチパネル機能を有する液晶ディスプレイ等によって構成されている。操作キー部４７６は、例えばユーザが印刷実行指示を入力するためのスタートキーや、印刷部数等を入力するためのテンキー等の各種キースイッチを備えている。
【００２４】
原稿読取部５は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）５１２及び露光ランプ５１１等からなるスキャナ部５１と、ガラス等の透明部材により構成された原稿台５２及び原稿読取スリット５３とを備える。スキャナ部５１は、図略の駆動部によって移動可能に構成され、原稿台５２に載置された原稿を読み取るときは、原稿台５２に対向する位置で原稿面に沿って移動され、原稿画像を走査しつつ取得した画像データを制御部１００へ出力する。また、原稿給送部６により給送された原稿を読み取るときは、原稿読取スリット５３と対向する位置に移動され、原稿読取スリット５３を介して原稿給送部６による原稿の搬送動作と同期して原稿の画像を取得し、その画像データを制御部１００へ出力する。
【００２５】
原稿給送部６は、原稿を載置するための原稿載置部６１と、画像読み取り済みの原稿を排出するための原稿排出部６２と、原稿載置部６１に載置された原稿を１枚ずつ繰り出して原稿読取スリット５３に対向する位置へ搬送し、原稿排出部６２へ排出する原稿搬送機構６３とを備える。
【００２６】
本体部２は、複数の給紙カセット４６１と、給紙カセット４６１から用紙を１枚ずつ繰り出して画像形成部４０へ搬送する給紙ローラ４６２と、給紙カセット４６１から搬出されてきた用紙に画像を形成する画像形成部４０と、装置全体の動作制御を司る制御部１００とを備える。
【００２７】
図２に示す用紙搬送部４１１は、画像形成部４０内の用紙搬送路中に設けられ、給紙ローラ４６２によって搬送されてきた用紙を感光体ドラム４３に供給する搬送ローラ４１２や、用紙をスタックトレイ３又は排出トレイ４８まで搬送する搬送ローラ４６３，４６４等を備えている。
【００２８】
そして、図１、及び図２に示すように、画像形成部４０は、用紙搬送部４１１、光走査装置４２、感光体ドラム４３、現像部４４、転写部４１、及び定着装置７を備えている。
【００２９】
光走査装置４２は、制御部１００から出力された画像データに基づきレーザ光等を出力して感光体ドラム４３を露光することで、感光体ドラム４３上に静電潜像を形成する。現像部４４は、感光体ドラム４３上の静電潜像をトナー現像してトナー像を形成する。転写部４１は、感光体ドラム４３上のトナー像を用紙に転写する。
【００３０】
定着装置７は、熱ローラ７１と、圧ローラ７２とを備えている。熱ローラ７１と、圧ローラ７２とは、転写部４１から用紙搬送部４１１によって搬送されてきた用紙をニップするように、互いに対向配置されている。そして、定着装置７は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像を溶融させて用紙に定着させる。なお、熱ローラ７１と圧ローラ７２とが対向配置される例に限られず、例えば熱ローラ７１と圧ローラ７２との間にベルトを介在する構成であってもよい。
【００３１】
そして、光走査装置４２、感光体ドラム４３、現像部４４、及び転写部４１によって、像形成部４が構成されている。
【００３２】
制御部１００は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。制御部１００には、原稿読取部５、画像形成部４０、操作パネル部４７、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）１５０が接続されている。
【００３３】
そして、制御部１００は、ＲＯＭやＨＤＤ１５０等に記憶された制御プログラムを実行することにより、装置内の各部の動作を制御して、原稿画像の複写を実行する。具体的には、制御部１００は、原稿読取部５によって原稿から読み取られた画像データを画像形成部４０へ送信し、画像形成部４０によって、当該画像の画像形成を実行させる。
【００３４】
図３は、本発明の一実施形態に係る定着装置７の構成の一例を説明するための説明図である。図３においては、圧ローラ７２の記載を省略している。光走査装置４２は、熱ローラ７１、圧ローラ７２、共振電源７３、直流電源７４、演算回路７５（温度制御部）、位置センサ７６、駆動機構７７（駆動部）、位置検出回路７６１、駆動制御回路７７１、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃ、コアＡ１，Ｂ１，Ｃ１、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２（温度検出部）、温度検出回路Ａ３，Ｂ３，Ｃ３、及び抵抗Ａ４，Ｂ４，Ｃ４を備えて構成されている。
【００３５】
熱ローラ７１は、ステンレス鋼や鉄等の導電体で形成された円筒体によって、構成されている。そして、熱ローラ７１の内側に、軸方向に並んで励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃが配設されている。励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃは、コアＡ１，Ｂ１，Ｃ２にそれぞれ巻回されて構成されている。また、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃは、直列接続されて、共振電源７３に接続されている。
【００３６】
図３における熱ローラ７１ａは、熱ローラ７１を軸方向から見た説明図である。熱ローラ７１の内側には、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃと熱ローラ７１の内壁面との距離を変化させる方向に、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃをそれぞれ独立して移動させる駆動機構７７が配設されている。また、熱ローラ７１の内側には、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃの位置を検出する位置センサ７６が配設されている。
【００３７】
なお、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃは、必ずしも熱ローラ７１の内側に配設される例に限られない。例えば、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃが熱ローラ７１の外側に配設され、駆動機構７７が励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃと熱ローラ７１の外壁面との距離を変化させる方向に、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃをそれぞれ独立して移動させるようになっていてもよい。
【００３８】
共振電源７３は、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃの直列回路に高周波電流を供給する電源回路である。これにより、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃで交番磁界が生成されて、熱ローラ７１が誘導加熱されるようになっている。共振電源７３は、例えば励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃを含んだ共振回路により高周波電流を生成する共振型の電源回路が用いられるが、他の方式の電源回路であってもよい。
【００３９】
熱ローラ７１の外側には、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃとそれぞれ対応する位置に、熱ローラ７１の温度をそれぞれ検出するサーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２が配設されている。
【００４０】
直流電源７４は、予め設定された基準電圧をサーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２の一端に印加する電源回路である。サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２の他端は、抵抗Ａ４，Ｂ４，Ｃ４をそれぞれ介してグラウンドに接続されている。
【００４１】
サーミスタＡ２と抵抗Ａ４との接続点Ｐａには、温度検出回路Ａ３が接続されている。サーミスタＢ２と抵抗Ｂ４との接続点Ｐｂには、温度検出回路Ｂ３が接続されている。サーミスタＣ２と抵抗Ｃ４との接続点Ｐｃには、温度検出回路Ｃ３が接続されている。サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２の抵抗値は温度に応じて変化する。
【００４２】
そして、接続点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの電圧は、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２と抵抗Ａ４，Ｂ４，Ｃ４との分圧比で決まるから、接続点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの電圧も温度に応じて変化する。そこで、温度検出回路Ａ３，Ｂ３，Ｃ３は、接続点Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃの電圧をそれぞれ検出することで、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２と対向する位置の熱ローラ７１の温度を検出し、当該温度を示す信号をそれぞれ演算回路７５へ出力する。このようにして、演算回路７５は、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２により検出された温度を取得するようになっている。
【００４３】
位置検出回路７６１は、位置センサ７６で得られた信号に基づき、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃの位置を示す位置検出信号を生成し、演算回路７５へ出力する。駆動制御回路７７１は、演算回路７５からの制御信号に応じて、駆動機構７７を駆動させる。これにより、演算回路７５は、位置検出回路７６１から得られた位置検出信号に基づき、駆動制御回路７７１へ制御信号を出力することで、駆動機構７７によって、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃを所望の位置に位置決めすることが可能にされている。
【００４４】
演算回路７５は、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２によりそれぞれ検出された温度のうちいずれかが、熱ローラ７１の温度の目標値として設定された目標温度値ｔｇより高い場合、目標温度値ｔｇより高い温度が検出された位置に対応する励磁コイルを、駆動機構７７によって、熱ローラ７１の内壁から遠ざける方向に移動させる。
【００４５】
一方、演算回路７５は、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２によりそれぞれ検出された温度のうちいずれかが、目標温度値ｔｇより低い場合、目標温度値ｔｇより低い温度が検出された位置に対応する励磁コイルを、駆動機構７７によって、熱ローラ７１の内壁に近づける方向に移動させる。
【００４６】
演算回路７５は、例えばコンパレータや論理回路を用いて構成されていてもよく、例えばマイクロコンピュータを用いて構成されていてもよい。
【００４７】
図４、図５は、図３に示す駆動機構７７の構成の一例を示す説明図である。図４においては、図３に示す熱ローラ７１ａを、Ｘ方向から見て熱ローラ７１を透視した状態を示している。図５においては、図３に示す熱ローラ７１ａを、Ｙ方向から見て熱ローラ７１を透視した状態を示している。
【００４８】
図４に示す駆動機構７７は、モータ７１１、ギア機構７１２、軸７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ、ギア機構７１４ａ，７１４ｂ，７１４ｃ、軸７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ、ねじ軸７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃ、及びナット７１７ａ，７１７ｂ，７１７ｃを備えている。
【００４９】
モータ７１１は、駆動制御回路７７１からの制御信号に応じて回転する。ギア機構７１２は、モータ７１１の駆動力を、図略のクラッチ機構によって、駆動制御回路７７１からの制御信号に応じて軸７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃのいずれかに選択的に伝達する。
【００５０】
そして、モータ７１１によって、軸７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃが回転されると、ギア機構７１４ａ，７１４ｂ，７１４ｃを介して軸７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃが回転するようになっている。ギア機構７１４ａ，７１４ｂ，７１４ｃは、例えばカサ歯車を用いて構成されている。これにより、熱ローラ７１の軸方向に平行に配設された軸７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃの回転運動が、ギア機構７１４ａ，７１４ｂ，７１４ｃによって、熱ローラ７１の軸と垂直に交差する方向に配設された軸７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃにそれぞれ伝達される。
【００５１】
軸７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃには、ねじ軸７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃがそれぞれ連結されている。ねじ軸７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃには、ナット７１７ａ，７１７ｂ，７１７ｃがそれぞれ螺合されている。ナット７１７ａ，７１７ｂ，７１７ｃは、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃにそれぞれ固着されている。
【００５２】
これにより、モータ７１１により軸７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃが回転されると、その回転運動がギア機構７１４ａ，７１４ｂ，７１４ｃ、軸７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃを介してねじ軸７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃに伝達される。そして、ねじ軸７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃが回転することで、ナット７１７ａ，７１７ｂ，７１７ｃに固着された励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃが、その回転方向に応じた方向へ、ねじ軸７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃに沿って移動するようになっている。
【００５３】
次に、上述のように構成された定着装置７の動作について説明する。図６は、図１に示す定着装置７を、熱ローラ７１及び圧ローラ７２の軸方向から見た説明図である。図６に示すように、熱ローラ７１と圧ローラ７２とは対向配置されている。熱ローラ７１は、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃによって、誘導加熱される。
【００５４】
そして、像形成部４によってトナー像の形成された用紙Ｐが、熱ローラ７１と圧ローラ７２とでニップされて、トナー像が溶融加圧されて、定着される。サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２は、用紙Ｐの下流側に配設されている。また、破線で示すように、駆動機構７７は、熱ローラ７１における圧ローラ７２と対向する位置を通る直径方向に沿って、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃを移動させるようになっている。
【００５５】
図７は、励磁コイルＢによる熱ローラ７１の発熱量の一例を示すグラフである。図７において、横軸は熱ローラ７１の軸方向の位置を示し、縦軸は当該位置における熱ローラ７１の発熱量を示している。また、グラフＧｂ１は、励磁コイルＢを熱ローラ７１の内壁面に最も近づけたときの、熱ローラ７１の発熱量を示している。グラフＧｂ２は、励磁コイルＢを熱ローラ７１の内壁面から最も遠ざけたときの、熱ローラ７１の発熱量を示している。グラフＧｂ３は、励磁コイルＢを、グラフＧｂ１，Ｇｂ２の場合の中間位置に配置したときの、熱ローラ７１の発熱量を示している。
【００５６】
図７に示すように、励磁コイルＢは、熱ローラ７１の中央部に配設されているので、熱ローラ７１の中央部における発熱量が最も多くなる。また、グラフＧｂ１，Ｇｂ２，Ｇｂ３から、励磁コイルＢを、熱ローラ７１の内壁面に近づけるほど、発熱量が増大することが確認できる。
【００５７】
図８は、励磁コイルＡ，Ｃによる熱ローラ７１の発熱量の一例を示すグラフである。図８において、横軸は熱ローラ７１の軸方向の位置を示し、縦軸は当該位置における熱ローラ７１の発熱量を示している。また、グラフＧａ１，Ｇｃ１は、励磁コイルＡ，Ｃを、熱ローラ７１の内壁面に最も近づけたときの、熱ローラ７１の発熱量を示している。グラフＧａ２，Ｇｃ２は、励磁コイルＡ，Ｃを、熱ローラ７１の内壁面から最も遠ざけたときの、熱ローラ７１の発熱量を示している。グラフＧａ３，Ｇｃ３は、励磁コイルＡ，Ｃを、グラフＧａ１，Ｇｃ１とグラフＧａ２，Ｇｃ２との中間位置に配置したときの、熱ローラ７１の発熱量を示している。
【００５８】
図８に示すように、励磁コイルＡ，Ｃは、熱ローラ７１の端部に配設されているので、熱ローラ７１の端部における発熱量が最も多くなる。また、グラフＧａ１〜Ｇａ３，Ｇｃ１〜Ｇｃ３から、励磁コイルＡ，Ｃを、熱ローラ７１の内壁面に近づけるほど、発熱量が増大することが確認できる。
【００５９】
図９は、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃによる熱ローラ７１の発熱量と、熱ローラ７１の温度Ｇｔとの一例を示すグラフである。図９において、横軸は熱ローラ７１の軸方向の位置を示し、左縦軸は当該位置における熱ローラ７１の発熱量を示し、右縦軸は当該位置における熱ローラ７１の温度を示している。
【００６０】
まず、演算回路７５によって、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２によりそれぞれ検出された温度が、画像形成に適した目標温度値ｔｇと比較される。そして、目標温度値ｔｇより高い温度が検出された位置に対応する励磁コイルが、演算回路７５からの制御信号に応じて駆動制御回路７７１及び駆動機構７７によって、熱ローラ７１の内壁から遠ざける方向に移動させる。
【００６１】
一方、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２によりそれぞれ検出された温度が、目標温度値ｔｇより低い場合、目標温度値ｔｇより低い温度が検出された位置に対応する励磁コイルが、演算回路７５からの制御信号に応じて、駆動制御回路７７１及び駆動機構７７によって熱ローラ７１の内壁に近づける方向に移動される。
【００６２】
熱ローラ７１の温度は、自然放熱や、用紙Ｐが通紙されることにより熱が奪われることで、低下する。用紙Ｐが通紙されると、紙上に転写されたトナーが熱溶融されるときに、熱ローラ７１の熱が奪われる。しかし、上述のように、演算回路７５によって、熱ローラ７１における各位置の温度が、ほぼ目標温度値ｔｇに一致するように調節されて、均一にされる。
【００６３】
例えば用紙幅がほぼ熱ローラ７１の長さに等しい大サイズの用紙Ｐを、熱ローラ７１と圧ローラ７２の間に通紙する場合、熱ローラ７１の全長にわたってほぼ同程度の熱量が、用紙Ｐによって奪われる。そうすると、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２により検出される温度が低下するから、演算回路７５からの制御信号に応じて、駆動制御回路７７１及び駆動機構７７によって、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃが熱ローラ７１の内壁に近づける方向に移動され、熱ローラ７１の温度が目標温度値ｔｇに保たれる。
【００６４】
この場合、熱ローラ７１の各部において、同程度の発熱量を発生させればよいから、演算回路７５の制御動作に応じて、駆動機構７７によって、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃが、熱ローラ７１の内壁面からの距離がほぼ等しい位置に位置決めされることになる。
【００６５】
そうすると、例えばグラフＧａ３，Ｇｂ３，Ｇｃ３で示すように、熱ローラ７１の両端部及び中央部でほぼ同程度の発熱量が得られ、かつ熱ローラ７１の全長にわたってほぼ同程度の熱量が用紙Ｐによって奪われる結果、温度Ｇｔで示すように、熱ローラ７１の全長にわたって温度がほぼ均一に保たれる。
【００６６】
図１０は、小サイズの用紙Ｐが定着装置７に通紙された場合における、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃによる熱ローラ７１の発熱量と、熱ローラ７１の温度Ｇｔとの一例を示すグラフである。図１０において、横軸は熱ローラ７１の軸方向の位置を示し、左縦軸は当該位置における熱ローラ７１の発熱量を示し、右縦軸は当該位置における熱ローラ７１の温度を示している。
【００６７】
例えば用紙幅が熱ローラ７１の長さより短い小サイズの用紙Ｐが、熱ローラ７１と圧ローラ７２の間の中央部に通紙される場合、熱ローラ７１の両端部には用紙Ｐが通紙されない。そのため、熱ローラ７１の中央部の熱が用紙Ｐで奪われる一方、熱ローラ７１の両端部では、用紙Ｐで熱が奪われることがない。そうすると、熱ローラ７１の両端部では、自然放熱による温度低下が生じるだけであるため、わずかな放熱しか生じない。
【００６８】
そうすると、サーミスタＢ２により検出される温度が大きく低下し、サーミスタＡ２，Ｃ２により検出される温度の低下は、サーミスタＢ２により検出される温度の低下より小さくなる。従って、演算回路７５からの制御信号に応じて、駆動制御回路７７１及び駆動機構７７によって、励磁コイルＢが熱ローラ７１の内壁に近づける方向に移動され、励磁コイルＡ，Ｃが、励磁コイルＢよりも熱ローラ７１の内壁面から遠い位置に位置決めされる。
【００６９】
そうすると、例えばグラフＧａ４，Ｇｂ４，Ｇｃ４で示すように、熱ローラ７１の中央部における熱ローラ７１の発熱量が増大し、熱ローラ７１の両端部での発熱量は中央部より少なくなる。これにより、熱ローラ７１の各部において、用紙Ｐによって奪われる熱量と、熱ローラ７１の発熱量とがバランスする結果、温度Ｇｔで示すように、熱ローラ７１の全長にわたって温度がほぼ均一に保たれる。
【００７０】
ここで、もし仮に、小サイズの用紙Ｐを通紙したときに、熱ローラ７１の両端部での発熱量を中央部より減少させることができないとすれば、放熱の少ない両端部では、異常昇温が生じて励磁コイルＡ，Ｃのキューリー温度を上回ってしまうおそれがある。そうすると、励磁コイルＡ，Ｃによる発熱量が著しく低下してしまう。そのため、小サイズの用紙Ｐを通紙した後、連続して大サイズの用紙Ｐを通紙すると、励磁コイルＡ，Ｃがキューリー温度を下回るまで、熱ローラ７１の両端部で充分な発熱量が得られなくなる結果、定着不良が生じるおそれがある。
【００７１】
しかしながら、定着装置７によれば、小サイズの用紙Ｐが通紙されるときは、熱ローラ７１の両端部での発熱量を減少させることができるので、小サイズの用紙Ｐを通紙した後、連続して大サイズの用紙Ｐを通紙する場合であっても、安定した定着性能が得られる。
【００７２】
なお、熱ローラ７１の中央部の発熱量を両端部より大きくする例を示したが、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２による温度の検出値に応じて、端部の発熱量を中央部より増大させてもよく、中央部と端部の発熱量を等しくしてもよく、両端部の発熱量を互いに異ならせてもよい。
【００７３】
また、熱ローラ７１の温度むらは、通紙される用紙サイズの違いに起因するものに限られず、周囲環境や励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃの特性バラツキによって生じる場合もある。しかしながら、サーミスタＡ２，Ｂ２，Ｃ２で検出される熱ローラ７１の温度が互いに等しくなるように、演算回路７５によって、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃの位置が位置決めされて、熱ローラ７１の各部の温度が均一に調節されるので、用紙サイズ、周囲環境、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃの特性バラツキに関わらず、熱ローラ７１の温度分布を均一にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例である複写機の内部構成を概略的に示す構造図である。
【図２】図２は、図１に示す複写機１の電気的構成の一例を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る定着装置の構成の一例を説明するための説明図である。
【図４】図３に示す駆動機構の構成の一例を示す説明図である。
【図５】図３に示す駆動機構の構成の一例を示す説明図である。
【図６】図１に示す定着装置を、熱ローラ及び圧ローラの軸方向から見た説明図である。
【図７】励磁コイルＢによる熱ローラの発熱量の一例を示すグラフである。
【図８】励磁コイルＡ，Ｃによる熱ローラの発熱量の一例を示すグラフである。
【図９】励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃによる熱ローラの発熱量と、熱ローラの温度との一例を示すグラフである。
【図１０】小サイズの用紙が定着装置に通紙された場合における、励磁コイルＡ，Ｂ，Ｃによる熱ローラの発熱量と、熱ローラの温度との一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７５】
１  複写機
２  本体部
４  像形成部
７  定着装置
４０  画像形成部
４１  転写部
４２  光走査装置
４３  感光体ドラム
４４  現像部
７１，７１ａ  熱ローラ
７２  圧ローラ
７５  演算回路
７６  位置センサ
７７  駆動機構
１００  制御部
７１１  モータ
７１２  ギア機構
７１３ａ，７１３ｂ，７１３ｃ  軸
７１４ａ，７１４ｂ，７１４ｃ  ギア機構
７１５ａ，７１５ｂ，７１５ｃ  軸
７１６ａ，７１６ｂ，７１６ｃ  ねじ軸
７１７ａ，７１７ｂ，７１７ｃ  ナット
７６１  位置検出回路
７７１  駆動制御回路
Ａ，Ｂ，Ｃ  励磁コイル
Ａ１，Ｂ１，Ｃ１  コア
Ａ２，Ｂ２，Ｃ２  サーミスタ
Ａ３，Ｂ３，Ｃ３  温度検出回路
Ａ４，Ｂ４，Ｃ４  抵抗
【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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