(57)【要約】【課題】定着ローラの端部の過熱を防止すると共に，用紙サイズに応じて前記定着ローラの誘導加熱に不要な磁束の発生を防止することが可能な定着装置及び画像形成装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る定着装置５（又は画像形成装置）では，電磁コイル８０が，該電磁コイル８０の回転位置によって，定着ローラ５１の被加熱部５１１の誘導加熱が可能な位置に近接する幅が異なるように巻かれている。そして，前記定着ローラ５１の被加熱部５１１における用紙の通過領域の幅を検出し，その幅に対応して前記電磁コイル８０の回転位置を制御することによって，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整するように構成される。【選択図】図３
2009134171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キュリー点を有する磁性材料からなる被加熱部を有する定着ローラと，
前記被加熱部を電磁誘導によって誘導加熱する際に用いられ，前記定着ローラの表面に交差する方向に巻かれた一つの電磁コイルと，
前記定着ローラにおける用紙の通過領域の幅を検出する用紙通過領域検出手段と，
前記用紙通過領域検出手段によって検出された用紙の通過領域の幅に応じて，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整する誘導加熱制御手段と，
を備えてなることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記定着ローラの一端部近傍又は両端部近傍において前記電磁コイルから前記被加熱部を通過した磁束により誘導起電力を発生させる一又は複数の誘導起電力発生手段と，前記誘導起電力発生手段により発生した誘導起電力を測定する誘導起電力測定手段とを更に備えてなり，
前記用紙通過領域検出手段が，前記誘導起電力測定手段による測定結果に基づいて前記定着ローラにおける用紙の通過領域の幅を検出するものである請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記誘導起電力発生手段が，前記磁束によって電磁誘導が生じる誘導コイルである請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記磁性材料が，整磁合金である請求項１〜３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記電磁コイルが，該電磁コイルの回転位置によって，前記被加熱部の誘導加熱が可能な位置に近接する幅が異なるように巻かれたものであって，
前記誘導加熱制御手段が，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を，前記電磁コイルの回転位置を制御することによって調整するものである請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項６】
前記電磁コイルが，前記定着ローラにおける用紙の幅方向に伸縮可能であって，
前記誘導加熱制御手段が，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を，前記電磁コイルの伸縮を制御することによって調整するものである請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
前記電磁コイルが，前記定着ローラにおける用紙の幅方向に伸縮可能な磁性体コアに巻かれたものであって，
前記誘導加熱制御手段が，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を，前記磁性体コアの伸縮を制御することによって調整するものである請求項１〜４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
キュリー点を有する磁性材料からなる被加熱部を有する定着ローラ，及び前記被加熱部を電磁誘導によって誘導加熱する際に用いられ，前記定着ローラの表面に交差する方向に巻かれた一つの電磁コイルを有する定着装置と，
前記定着ローラにおける用紙の通過領域の幅を検出する用紙通過領域検出手段と，
前記用紙通過領域検出手段によって検出された用紙の通過領域の幅に応じて，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整する誘導加熱制御手段と，
を備えてな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，定着ローラを電磁誘導加熱方式で加熱する定着装置及びこれを備える画像形成装置に関し，特に，その定着ローラの端部近傍の過熱防止を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ装置や複写機，ファクシミリ装置，これらの複合機などの画像形成装置に，定着ローラを電磁誘導によって加熱する電磁誘導加熱方式の定着装置が用いられることがある。
具体的には，磁性材料からなる中空の定着ローラの内部に電磁コイルを配置しておき，その電磁コイルに交流電流を流すことによって磁束を発生させる。これにより，定着ローラでは，電磁コイルの磁束（磁界）による電磁誘導によって渦電流（誘導電流）が発生して発熱することになる。一般に，このように構成された画像形成装置では，定着ローラの温度を検出する温度センサによる検出結果に基づいて，電磁コイルに印加する交流電流を制御することによって，定着ローラの温度制御が行われる。
【０００３】
ところで，従来から，小さいサイズの用紙を用いて印字出力を行っている場合に，用紙が通過しない定着ローラの端部近傍の非通紙領域で過熱が生じるという問題があった。そこで，例えば特許文献１では，定着ローラに整磁合金を用いることにより，その定着ローラにおける非通紙領域の過熱防止を図る構成が開示されている。ここに，整磁合金は，キュリー点に達したときに磁性が急激に低くなるという特性を有するものである。
このような構成では，定着ローラにおける非通紙領域の温度がその整磁合金のキュリー点を超えると，その非通紙領域における磁性が急激に低くなり，電磁誘導により発生する渦電流が急激に減少することになる。従って，温度センサやサーモスタット等を用いることなく，定着ローラの非通紙領域の過熱を防止することができる。
一方，例えば特許文献２には，磁性材料からなる定着ローラの外周に，銅などの反磁性を有する金属を設ける構成が開示されている。ここに，反磁性は磁束の向きと対抗する方向に磁化される性質である。従って，このような構成では，電磁コイルから定着ローラを通過して磁束が漏れた場合に，その漏れ磁束が反磁性の金属で打ち消されるため外部への漏れが防止される。
【特許文献１】特開２００４−３２５６７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２３０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，前記特許文献１，２のように，定着ローラの非通紙領域の温度が上昇して該定着ローラから漏れた磁束が，そのまま外部に放出され或いは打ち消される構成では，用紙のサイズに関係なく電磁コイルに対して常に同じ電力供給がなされることになるため，最大通紙サイズよりも小さいサイズの用紙を用いた場合に，本来は不要な磁束が発生していることになり，エネルギー消費効率が悪いという問題がある。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，定着ローラの端部の過熱を防止すると共に，用紙サイズに応じて前記定着ローラの誘導加熱に不要な磁束の発生を防止することが可能な定着装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明は，キュリー点を有する磁性材料からなる被加熱部を有する定着ローラと，前記被加熱部を電磁誘導によって誘導加熱する際に用いられ，前記定着ローラの表面に交差する方向に巻かれた一つの電磁コイルとを備えてなり，前記定着ローラにおける用紙の通過領域の幅を検出し，その検出された用紙の通過領域の幅に応じて，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整することを特徴とする定着装置として構成される。
本発明によれば，前記定着ローラにおける用紙の通過領域の外側に磁束を作用させないように制御することができるため，前記定着ローラの端部の過熱を防止すると共に，前記定着ローラの誘導加熱に不要な磁束の発生を防止することができる。従って，前記定着ローラの誘導加熱に必要な消費電力を省減することが可能となる。しかも，本発明では，複数の電磁コイルを用いることなく，一つの前記電磁コイルだけを用いて，前記定着ローラにおける用紙の通過領域の外側に磁束を作用させないように制御することが可能である。
【０００６】
具体的には，前記定着ローラの一端部近傍又は両端部近傍において前記電磁コイルから前記被加熱部を通過した磁束により誘導起電力を発生させる一又は複数の誘導起電力発生手段と，前記誘導起電力発生手段により発生した誘導起電力を測定する誘導起電力測定手段とを設けておくことで，前記誘導起電力測定手段による測定結果に基づいて前記定着ローラにおける用紙の通過領域の幅を検出することが可能となる。ここで，前記誘導起電力発生手段は，前記磁束によって電磁誘導が生じる誘導コイルであることが考えられる。
このとき，前記定着ローラの一端部近傍又は両端部近傍がキュリー点に達することが条件となるが，前記被加熱部ではキュリー点を超えると磁性が低下するため，該被加熱部のキュリー点以上の過熱は防止される。
なお，前記被加熱部は，キュリー点を有する磁性材料であればよいが，該磁性材料には，前記キュリー点を超えたときに磁性が急激に低くなるという特性を有する整磁合金を用いることが望ましい。
【０００７】
ここで，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整するための具体的手法について説明する。
まず，前記電磁コイルが，該電磁コイルの回転位置によって，前記被加熱部の誘導加熱が可能な位置に近接する幅が異なるように巻かれたものであれば，前記電磁コイルの回転位置を制御することによって，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整することが可能である。
また，前記電磁コイルが，前記定着ローラにおける用紙の幅方向に伸縮可能であれば，前記電磁コイルの伸縮を制御することによって，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整することが可能である。
さらに，前記電磁コイルが，前記定着ローラにおける用紙の幅方向に伸縮可能な磁性体コアに巻かれたものであれば，前記磁性体コアの伸縮を制御することによって，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整することも可能である。
なお，これらの構成によれば，前記電磁コイルに印加する電流が同じであれば，前記用紙の通過領域の幅が小さくなるほど，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する磁束の密度が高くなるため，前記定着ローラの誘導加熱に要する時間を短縮し，稼働効率を高めることが可能である。逆に，前記定着ローラの誘導加熱を行う時間を一定とすると，前記電磁コイルに印加する電流を省減することが可能である。
【０００８】
また，本発明は，画像形成装置の発明として捉えてもよい。
即ち，キュリー点を有する磁性材料からなる被加熱部を有する定着ローラ，及び前記被加熱部を電磁誘導によって誘導加熱する際に用いられ，前記定着ローラの表面に交差する方向に巻かれた一つの電磁コイルを有する定着装置を備えてなり，前記定着ローラにおける用紙の通過領域の幅を検出し，その検出された用紙の通過領域の幅に応じて，前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する用紙の通過領域の幅方向における磁束の幅を調整することを特徴とする画像形成装置として構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，前記定着ローラにおける用紙の通過領域の外側に磁束を作用させないように制御することができるため，前記定着ローラの端部の過熱を防止すると共に，前記定着ローラの誘導加熱に不要な磁束の発生を防止することができる。従って，前記定着ローラの誘導加熱に必要な消費電力を省減することが可能となる。しかも，本発明では，複数の電磁コイルを用いることなく，一つの前記電磁コイルだけを用いて，前記定着ローラにおける用紙の通過領域の外側に磁束を作用させないように制御することが可能である。
具体的に，前記定着ローラの一端部近傍又は両端部近傍において前記電磁コイルから前記被加熱部を通過した磁束により誘導起電力を発生させる一又は複数の誘導起電力発生手段と，前記誘導起電力発生手段により発生した誘導起電力を測定する誘導起電力測定手段とを設けておくことで，前記誘導起電力測定手段による測定結果に基づいて前記定着ローラにおける用紙の通過領域の幅を検出することが可能である。この場合には，前記定着ローラの一端部近傍又は両端部近傍がキュリー点に達することが条件となるが，前記被加熱部ではキュリー点を超えると磁性が低下するため，該被加熱部のキュリー点以上の過熱は防止される。
また，前記用紙の通過領域の幅が小さくなるほど前記電磁コイルから前記被加熱部に作用する磁束の密度を高くすることで，前記定着ローラの誘導加熱に要する時間を短縮して稼働効率を高めることや，前記電磁コイルに印加する電流を省減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。なお，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る複写機Ｘの概略構成を示すブロック図，図２は本発明の実施の形態に係る定着装置５の概略構成を示す模式図，図３は前記定着装置５の内部構成を示す模式図，図４は前記複写機Ｘで実行される磁束幅調整処理の手順の一例を説明するフローチャート，図５は前記磁束幅調整処理の実行結果の一例を説明するための模式図である。
【００１１】
図１に示すように，本発明の実施の形態に係る複写機Ｘは，当該複写機Ｘにおいて各種の情報の表示や入力操作を行う液晶ディスプレイ，タッチパネルなどの操作表示部１と，原稿台やＡＤＦ（自動搬送装置）にセットされた原稿の画像を読み取る画像読取部２と，前記画像読取部２で読み取られた原稿の画像データや，ＬＡＮ等の通信網を介して接続された図外の情報処理装置から入力された原稿の画像データに対して各種の画像処理を施す画像処理部３と，感光体ドラムや帯電器，現像装置，ＬＳＵなどを有してなり，前記画像処理部３から入力された原稿の画像データに基づいて用紙にトナー像（現像剤）を形成する画像形成部４と，前記画像形成部４によって用紙に形成されたトナー像をその用紙に溶融定着させる定着装置５と，ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等の周辺装置からなり前記ＲＯＭに格納された所定のプログラムに従った処理を実行することにより当該複写機Ｘを統括的に制御する制御部６とを備えて概略構成されている。
また，前記複写機Ｘは，他にも一般的な電子写真方式の複写機が有する各種の構成要素を有しているが，ここでは説明を省略する。なお，前記複写機Ｘは，本発明に係る画像形成装置の一例に過ぎず，例えばプリンタ装置やファクシミリ装置，複合機なども本発明に係る画像形成装置に該当する。本発明の実施の形態に係る前記複写機Ｘは，前記定着装置５に関する構成に特徴を有しており，以下，この点について詳説する。
【００１２】
まず，図２の模式図を用いて，前記定着装置５の概略構成について説明する。ここに，図２（ａ）は前記定着装置５を側方から見た図，図２（ｂ）は前記定着装置５を上方から見た図である。
図２に示すように，前記定着装置５は，図外の前記画像形成部４においてトナー像が付着されて用紙搬送路５０上で搬送されるＡ３，Ｂ４，Ａ４，Ａ５などの各種のサイズの用紙にそのトナー像を溶融定着させる定着ローラ５１と，前記定着ローラ５１と共に用紙を圧接しながら回転駆動する加圧ローラ５１ａと，前記定着ローラ５１を電磁誘導によって誘導加熱する電磁誘導加熱方式の加熱ヒータ５２と，前記定着ローラ５１の中央部に配置されたサーミスタ等の温度センサ５３と，後述する誘導コイル７１，７２とを備えて概略構成されている。なお，前記定着ローラ５１は中空円筒状に形成されており，前記加熱ヒータ５２が有する後述の電磁コイル８０（図３参照）は前記定着ローラ５１の内部に配置されている。
前記温度センサ５３は，前記定着ローラ５１の中央部の温度を検出し，その検出結果を前記制御部６に入力するものである。これにより，前記制御部６は，前記温度センサ５３から入力された検出温度に基づいて，前記定着ローラ５１の温度が予め設定された定着温度（例えば，２００℃程度）となるように前記加熱ヒータ５２の駆動制御を行う。なお，このような前記定着ローラ５１の定着温度制御については従来装置と異なるところがないためここでは説明を省略する。
【００１３】
次に，図３の模式図を用いて，前記定着装置５の誘導加熱に係る構成について説明する。ここに，図３（ａ）は前記定着ローラ５１内を正面から見た要部模式図，図３（ｂ）は前記定着ローラ５１内を側方から見た要部模式図である。
図３に示すように，前記定着ローラ５１は，キュリー点（例えば２２０℃程度）を有する整磁合金（磁性材料の一例）で形成された被加熱部５１１を有している。前記被加熱部５１１は，前記定着ローラ５１の円周に沿って設けられている。
前記整磁合金は，例えば鉄，ニッケル，クロムなどの合金であることが考えられる。前述したように，整磁合金は，温度がキュリー点に達すると急激に磁性が低下する特性を有している。なお，整磁合金に限られず，キュリー点を有する他の磁性材料を用いてもかまわない。
従って，前記定着ローラの被加熱部５１１が前記加熱ヒータ５２によって誘導加熱され，該被加熱部５１１のある領域の温度が上昇してキュリー点を超えると，その領域では，磁性が急激に低くなって電磁誘導により発生する渦電流が急激に減少し，過熱が防止される。
【００１４】
一方，前記加熱ヒータ５２は，図３に示すように，前記被加熱部５１１を電磁誘導によって誘導加熱する際に用いられる一つの電磁コイル８０と，前記電磁コイル８０に供給する交流電力を制御する駆動回路８１とを備えている。なお，前記駆動回路８１には，例えば前記電磁コイル８０に印加する交流電流を制御するインバータ回路などが設けられている。
前記加熱ヒータ５２では，前記制御部６によって前記駆動回路８１が制御され，前記電磁コイル８０に磁束が発生することにより，前記定着ローラ５１の被加熱部５１１に電磁誘導による渦電流（誘導電流）が発生し，該被加熱部５１１が加熱される。なお，前記定着ローラ５１は，不図示の駆動手段によって回転駆動されることにより，前記加熱ヒータ５２によって全周が均一に加熱される。また，前記電磁コイル８０が，前記定着ローラ５１内の複数箇所に設けられることも他の実施例として考えられる。
【００１５】
前記電磁コイル８０は，前記被加熱部５１１の表面に交差する方向に巻かれた電線で形成されたものであって，不図示の駆動モータに連結された駆動軸によって回転可能に支持されている。なお，前記電磁コイル８０は，空芯で巻かれたものであっても，鉄心などの磁性体コアに巻かれたものであっても良い。
また，前記電磁コイル８０は，該電磁コイル８０の回転位置によって，前記被加熱部５１１の誘導加熱が可能な位置に近接する幅が異なるように巻かれたものである。具体的に，前記電磁コイル８０は，図３（ａ）に示すように正面から見たときに台形，図３（ｂ）に示すように側方から見たときに半円形状となるように巻かれている。即ち，前記電磁コイル８０では，図３に示す矢印Ｒ１方向に向けて徐々に，巻き幅（長手方向の幅）が小さくなっており，線材の密度が高くなっている。このような構成では，前記被加熱部５１１に近接する前記電磁コイル８０の部位が異なれば，該電磁コイル８０から前記被加熱部５１１対して作用する磁束の幅も異なることになる。
【００１６】
従って，前記定着装置５では，前記制御部６によって前記電磁コイル８０の駆動モータ（不図示）を制御し，該電磁コイル８０の回転位置を調整することで，該電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に対して作用する磁束の幅，即ち，該被加熱部５１１における誘導加熱領域を調整することができる。なお，前記制御部６は，前記駆動モータのステップ数や駆動時間によって該電磁コイル８０の回転位置を調整する。
ここで，前記複写機Ｘでは，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅が，複数サイズの用紙各々の幅と同一となるための該電磁コイル８０の回転位置についての情報（以下，「回転位置対応情報」という）が，前記制御部６の内部メモリに記憶されているものとする。前記回転位置対応情報は，後述の磁束幅調整処理（図４のフローチャート参照）において前記制御部６によって参照され，用紙サイズに対応する電磁コイル８０の回転位置を特定するために用いられる。なお，前記回転位置対応情報は，前記制御部６の内部メモリに限られず，該制御部６による読み出しが可能なＲＯＭ等の記憶手段に記憶されていればよい。
【００１７】
一方，前記定着装置５では，図３に示すように，前記定着ローラ５１の外周に，前記定着ローラ５１の両端部近傍において前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１を通過した磁束による電磁誘導によって誘導起電力（誘導電流）を発生させる誘導コイル７１，７２（誘導起電力発生手段の一例）が設けられている。前記誘導コイル７１，７２は，少なくとも前記電磁コイル８０における最大幅及び最小幅の間隔と同じ長さで形成されている。なお，図３では，前記誘導コイル７１，７２が空芯で巻かれた状態を示しているが，鉄心などの磁性体コアに巻かれていても良い。
前記誘導コイル７１，７２は，前記制御部６の入力ポートに直列接続されており，該誘導コイル７１，７２で発生した誘導起電力は，前記制御部６に入力される。そして，前記誘導コイル７１，７２で発生した誘導起電力は，前記制御部６に設けられた不図示の電圧測定回路（或いは電流測定回路）によって電圧値（或いは電流値）として測定される。ここに，係る測定を実行するときの前記電圧測定回路（或いは電圧測定回路）が誘導起電力測定手段の一例である。なお，前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力を個別に前記制御部６に入力することも他の実施例として考えられる。
ここで，前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力は，前記定着ローラ５１を通過する用紙のサイズによって異なる。以下，図２を参照しつつ，この点について説明する。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように，用紙のサイズが異なれば，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域が異なり，該定着ローラ５１の両端部において用紙が通過しない非通紙領域の幅も異なる。例えば，Ｂ４サイズの用紙が通過する場合よりも，Ａ４サイズの用紙が通過する場合の方が，前記定着ローラ５１の両端部における非通紙領域の幅が広くなる。
そのため，前記電磁コイル８０の最大幅の位置を用いて前記定着ローラ５１の誘導加熱を行う場合に，該定着ローラ５１の両端部の非通紙領域がキュリー点を超えたとき，該非通紙領域から漏れる磁束は，Ａ４サイズの用紙が用いられる場合の方が，Ｂ４サイズの用紙が用いられる場合よりも多くなる。
このように，前記定着装置５では，前記電磁コイル８０の最大幅の位置を用いて前記定着ローラ５１の誘導加熱を行う場合に前記誘導コイル７１，７２に作用する磁束の量が，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅によって異なる。そのため，前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力の大きさも，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅によって異なる。
【００１９】
従って，前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力の大きさ（例えば，電圧値）と，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅（用紙サイズ）との関係を，予め実験やシミュレーションなどを行うことによって取得し，前記制御部６による読み出しが可能なＲＯＭ等の記憶手段に記憶させておくことにより，前記制御部６では，前記誘導コイル７１，７２から入力される誘導起電力の大きさに基づいて，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅を検出することが可能となる。
以下では，前記誘導コイル７１，７２で発生した誘導起電力の大きさと前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅との関係として，Ａ３，Ｂ４，Ａ４，Ａ５各々の用紙サイズに対応する前記誘導起電力の電圧値の所定範囲についての情報（以下，「幅対応情報」という）が前記制御部６の内部メモリに記憶されているものとする。
そして，本発明の実施の形態に係る前記複写機Ｘでは，前記制御部６によって後述の磁束幅調整処理（図４のフローチャート参照）が実行されることにより，前記定着ローラ５１の両端部から漏れる磁束によって生じる誘導起電力の大きさに応じて，該定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅が検出され，その幅に対応して前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅が調整される。
【００２０】
以下，図４のフローチャートに従って，前記複写機Ｘにおいて前記制御部６によって実行される磁束幅調整処理の手順の一例について説明し，その後，図５を参照しつつ具体的な動作例について説明する。ここに，図４に示すＳ１，Ｓ２，…は処理手順（ステップ）番号を表している。
当該磁束幅調整処理は，前記複写機Ｘに対して印字ジョブが要求された場合に前記制御部６によって実行され，処理はステップＳ１から開始される。ここに，係る磁束幅調整処理を実行するときの前記制御部６が誘導加熱制御手段に相当する。
なお，前記制御部６によって実行される当該磁束幅調整処理は，前記定着装置５に設けられたＡＳＩＣなどの制御回路（不図示）によって実行されてもよく，この場合，その制御回路（不図示）が誘導加熱制御手段に相当する。
【００２１】
まず，ステップＳ１では，前記制御部６によって，最大用紙サイズであるＡ３サイズに対応する前記電磁コイル８０の最大幅の部位が前記被加熱部５１１に最も近接する位置になるように前記電磁コイル８０の駆動モータ（不図示）の駆動制御が行われる。
このとき，前記制御部６は，例えばステップ数や通電時間などによって，前記駆動モータ（不図示）の回転量を制御することで前記電磁コイル８０の回転位置を制御する。また，前記電磁コイル８０の回転位置を検出するセンサを設けておき，そのセンサによる検知結果に従って回転量を制御してもよい。なお，前記電磁コイル８０における最大幅の部位が，既に前記被加熱部５１１に最も近接する位置に配置されていれば，前記駆動モータ（不図示）は駆動されない。
【００２２】
次に，ステップＳ２では，前記制御部６によって，前記駆動回路８１に対して，前記電磁コイル８０に交流電流を印加するように制御指示が与えられる。これにより，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に磁束が作用し，該被加熱部５１１は，その磁束による電磁誘導によって誘導加熱される。そして，前記定着ローラ５１が所定の定着温度まで加熱されると，当該複写機Ｘにおける印字処理が実行される。
このとき，前記被加熱部５１１の温度がキュリー点に達していなければ，前記電磁コイル８０で発生した磁束は，前記被加熱部５１１を通過しないため，前記誘導コイル７１，７２では誘導起電力が発生しない。具体的に，前記電磁コイル８０の最大幅に対応するＡ３サイズの用紙を用いて印字処理が実行されている場合には，前記被加熱部５１１の温度はキュリー点に達しない。
【００２３】
続くステップＳ３では，前記制御部６は，前記誘導コイル７１，７２から誘導起電力が入力されたか否かによって，前記被加熱部５１１の両端部の温度がキュリー点に達しているか否かを判断する。
ここで，前記誘導起電力が入力されていなければ（Ｓ３のＮｏ側），前記被加熱部５１１の温度がキュリー点に達していないと判断され，処理は前記印字ジョブが終了するまで当該ステップＳ３で待機される。
【００２４】
一方，前記電磁コイル８０の最大幅に対応するＡ３サイズの用紙よりも小さいサイズ（Ｂ４，Ａ４，Ａ５など）の用紙を用いて印字処理が繰り返し実行されると，その用紙が通過しない前記定着ローラ５１の両端部近傍における非通紙領域がキュリー点に達することがある。前記非通紙領域がキュリー点に達すると，前記誘導コイル７１，７２から前記制御部６に誘導起電力が入力される。
そのため，前記ステップＳ３では，前記誘導起電力が入力されたと判断され（Ｓ３のＹｅｓ側），処理はステップＳ４に移行する。
このとき，前記被加熱部５１１における前記非通紙領域の磁性は急激に低くなるため，該非通紙領域で発生する誘導電流が急激に減少し，前記非通紙領域のそれ以上の温度上昇は防止される。このように，前記定着装置５では，前記被加熱部５１１にキュリー点を有する磁性材料として整磁合金を用いることにより，該被加熱部５１１のキュリー点以上の過熱を防止している。
但し，この場合には，前記加熱ローラ５１の両端部において，前記電磁コイル８０からの磁束が前記被加熱部５１１を通過して無駄に放射されており，該磁束を発生させるための消費電力が無駄である。そこで，当該磁束幅調整処理では，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅に応じて，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅を調整することにより，無駄な磁束の発生を防止し消費電力の省減を図っている。
【００２５】
まず，ステップＳ４で，前記制御部６は，前記誘導コイル７１，７２から入力された誘導起電力の大きさを前記電圧測定回路（不図示）によって測定し，該測定結果に応じて前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅を検出する。ここに，係る検出処理を実行するときの前記制御部６が用紙通過領域検出手段に相当する。
具体的に，前記制御部６は，前述したように内部メモリに記憶された前記幅対応情報に基づいて，前記誘導コイル７１，７２から入力された前記誘導起電力の電圧値に対応する用紙サイズを特定することで用紙の通過領域の幅を検出する。
なお，本実施の形態では，前記誘導コイル７１，７２から入力された誘導起電力の大きさに応じて用紙サイズを検出する場合を例に挙げて説明するが，前記複写機Ｘで実行される印字処理の用紙の設定データや，該印字処理で用いられる給紙カセットの種別などから用紙のサイズを取得することも他の実施例として考えられる。また，前記定着ローラ５１の用紙の幅方向に，複数の用紙サイズの幅ごとに位置対応する複数の温度センサを設けておき，該温度センサ各々による検出温度に基づいていずれのサイズの用紙が通過しているかを検出することも可能である。
【００２６】
そして，ステップＳ５では，前記制御部６によって，前記ステップＳ４で検出された用紙の通過領域の幅と，前記電磁コイル８０の前記被加熱部５１１に近接する部位の幅とが同じとなる該電磁コイル８０の回転位置が特定される。
具体的に，前記制御部６は，前述したように内部メモリに記憶された前記回転位置対応情報（用紙サイズと回転位置との対応関係を示す情報）に基づいて，前記ステップＳ４で検出された用紙サイズに対応する前記電磁コイル８０の回転位置が特定される。
【００２７】
その後，ステップＳ６では，前記制御部６が，前記電磁コイル８０の回転位置が前記ステップＳ５で特定された回転位置となるように，前記電磁コイル８０の駆動モータ（不図示）の回転駆動を制御する。これにより，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅と，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅とが同じになるように調整される。
このように，前記複写機Ｘでは，前記定着ローラ５１の端部近傍からの漏れ磁束の大きさを，前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力によって測定し，その測定値に応じて，前記定着ローラ５１の誘導加熱に不要な磁束の発生を伴わないように，前記電磁コイル８０の回転位置が調整される。
これにより，前記定着ローラ５１の端部の過熱を防止すると共に，用紙サイズに応じて前記定着ローラ５１の誘導加熱に不要な磁束の発生を防止することができる。従って，前記定着ローラ５１の誘導加熱に必要な消費電力を適切に省減することが可能となる。例えば，小さいサイズの用紙を用いる場合には，前記電磁コイル８０における電線の密度が高い部位によって，前記被加熱部５１１における用紙の通過領域のみの誘導加熱が行われるため，該誘導加熱に要する時間，即ち前記電磁コイル８０への通電時間を短縮することが可能である。
なお，本実施の形態では，前記定着ローラ５１を通過する用紙が中央部に寄せられて搬送される構成を例に挙げて説明したが，前記定着ローラ５１を通過する用紙が，該定着ローラ５１のいずれか一方の端部に沿って通過する方式の画像形成装置では，前記電磁コイル８０を，その一端部から他端部に向けて幅が徐々に大きくなるように形成しておけばよい。
【００２８】
次に，図５を用いて，前記複写機Ｘにおける最小用紙サイズであるＡ５サイズの用紙を用いる印字ジョブが実行される場合の前記定着装置５の動作例を説明することで前記磁束幅調整処理の理解に供する。
まず，前記電磁コイル８０への通電が開始されると（図４のＳ２），図５（ａ）に示すように，前記電磁コイル８０によって図示する矢印方向の磁束が発生する。そして，前記電磁コイル８０で発生した磁束によって，前記定着ローラ５１の被加熱部５１１全体に渦電流（誘導電流）が流れ，該被加熱部５１１全体が加熱される。
このとき，前記定着ローラ５１を通過する用紙のサイズはＡ５であるため，前記定着ローラ５１における用紙の通過領域の幅は，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅よりも短い。そのため，前記定着ローラ５１の用紙が通過しない非通紙領域Ｒの温度が徐々に上昇することになる。
【００２９】
その後，印字処理が連続して実行され，前記定着ローラ５１の非通紙領域Ｒの温度がキュリー点に達すると，該非通紙領域Ｒにおける前記被加熱部５１１の磁性が急激に低下するため，図５（ｂ）に示すように，前記電磁コイル８０からの磁束は，前記被加熱部５１１を通過して外部に漏れる。
このとき，前記被加熱部５１１の両端部から外部に漏れた磁束が，前記誘導コイル７１，７２に作用するため，該誘導コイル７１，７２では誘導起電力が発生する。この誘導コイル７１，７２で発生した誘導起電力は前記制御部６に入力される。
ここで，前記制御部６は，前記誘導コイル７１，７２からの誘導起電力の入力を検出すると（Ｓ３のＹｅｓ側），その誘導起電力の大きさに応じて，前記定着ローラ５１を通過する用紙のサイズがＡ５であることを検出し（Ｓ４），Ａ５サイズに対応する前記電磁コイル８０の回転位置を特定する（Ｓ５）。
【００３０】
そして，前記制御部６は，前記電磁コイル８０の回転位置を，前記定着ローラ５１を通過する用紙のサイズであるＡ５に対応する回転位置に調整する（Ｓ６）。これにより，前記定着装置５では，図５（ｃ）に示すように，前記被加熱部５１１における用紙の通過領域にのみ前記電磁コイル８０が存在するため，該用紙の通過領域だけが誘導加熱されることになる。従って，前記電磁コイル８０の最大幅の部位を用いて誘導加熱を行う場合のように前記定着ローラ５１の両端部近傍の非通紙領域Ｒに磁束が作用することがなく，無駄なエネルギー消費を防止することができる。
【００３１】
ところで，前述の磁束幅調整処理（図４参照）では，前記電磁コイル８０の回転位置の初期設定が，前記電磁コイル８０の最大幅の部位が前記被加熱部５１１に近接する位置に設定されており，その部位を用いて誘導加熱を行ったときに検出される誘導起電力を測定し，その測定結果に応じて前記電磁コイル８０の回転位置を調整しているが，その後も前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力を測定し，必要に応じて前記電磁コイル８０の回転位置を調整することが他の実施例として考えられる。
例えば，前記電磁コイル８０の回転位置を変更した後，依然として前記誘導電磁コイル７１，７２で誘導起電力が発生する場合に，更に前記電磁コイル８０の回転位置を変更すること，具体的には前記電磁コイル８０の幅がより小さくなるように調整することが考えられる。この場合には，前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力の発生の有無だけを，例えばリレー（継電器）やトランジスタ等の駆動の有無によって検知することができる構成であってもよく，前記電圧測定回路（或いは前記電流測定回路）を省略して回路を簡素化することが可能である。
【００３２】
また，前記電磁コイル８０の最大幅の部位を初期設定としない手法も考えられる。例えば，前記定着ローラ５１の両端部（或いは一端部）に，複数の用紙サイズの幅ごとに位置対応する複数の温度センサを設けておき，その温度センサによる検出温度と，前記誘導コイル７１，７２で発生する誘導起電力との両方に基づいて，前記電磁コイル８０の回転位置を調整することが考えられる。
この構成では，例えばＡ５サイズの用紙を用いる印字処理で，前記電磁コイル８０におけるＡ５サイズの用紙の幅と同じ幅の部位を用いて前記被加熱部５１１の誘導加熱を行った後，次に，Ｂ４サイズの用紙を用いる印字処理を実行する場合には，Ｂ４サイズの用紙に対応する前記温度センサによる検出温度が定着温度に達していないことを条件に，前記電磁コイル８０の回転位置をＢ４サイズの用紙の幅と同じ幅の部位が前記被加熱部５１１に近接するように調整することが可能である。
【実施例１】
【００３３】
以下，実施例１，２では，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅を調整するための他の構造について説明する。
ここに，図６は本発明の実施例１に係る定着装置５’の内部構成を示す模式図であって，該定着装置５’内を正面から見たものである。なお，本実施例１に係る定着装置５’について，前記実施の形態で説明した前記定着装置５と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図６に示すように，前記定着装置５’に設けられた加熱装置５２’では，前記電磁コイル８０の両端が移動可能なラック９１に支持されており，該ラック９１が不図示のモータの回転軸に連結されたピニオンギア９２に噛合されている。
このような構成によれば，前記制御部６によって，前記モータによる前記ピニオンギア９２の回転方向及び回転量を制御することによって，前記ラック９１の位置を変化させることで，前記電磁コイル８０を前記定着ローラ５１における用紙の幅方向に伸縮させることが可能である。即ち，前記定着装置５’では，前記制御部６は，前記電磁コイル８０を伸縮させて該電磁コイル８０の幅を調整することで，該電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅を調整することが可能である。
【実施例２】
【００３４】
ここに，図７は本発明の実施例２に係る定着装置５’’の内部構成を示す模式図であって，該定着装置５’’内を正面から見たものである。なお，本実施例２に係る定着装置５’’について，前記実施の形態で説明した前記定着装置５と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。
図７に示すように，前記定着装置５’’に設けられた加熱装置５２’’では，前記電磁コイル８０が，前記定着ローラ５１における用紙の幅方向に伸縮可能な鉄芯などの磁性体コア９３に巻かれている。この場合，前記電磁コイル８０で発生する磁束の幅は，前記磁性体コア９３の長さによって変化することになる。
ここで，前記磁性体コア９３は，外管９３ａの両端から内部に内管９３ｂが嵌挿された二重管構造を形成している。そして，前記内管９３ｂは，前記外管９３ａ内への挿脱が可能なように構成されている。例えば，前記内管９３ｂの端部に前記実施例１で示したようにモータに連結されたピニオンギアの回転によって直線運動を行うラックを連結しておくことが考えられる。これにより，前記モータの回転を制御することで，前記内管９３ｂの前記外管９３ａからの突出量を調整すれば，前記磁性体コア９３を伸縮させることが可能である。なお，前記内管９３ｂを挿脱するための構造はこれに限られない。
このように，前記定着装置５’’では，前記制御部６は，前記内管９３ｂの前記外管９３ａからの突出量を変化させて前記磁性体コア９３を伸縮させることによって，前記電磁コイル８０から前記被加熱部５１１に作用する磁束の幅を調整することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態に係る複写機の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施の形態に係る定着装置の概略構成を示す模式図。
【図３】本発明の実施の形態に係る定着装置の内部構成を示す模式図。
【図４】本発明の実施の形態に係る複写機で実行される磁束幅調整処理の手順の一例を説明するフローチャート。
【図５】本発明の実施の形態に係る複写機で実行される磁束幅調整処理の実行結果の一例を説明するための模式図。
【図６】本発明の実施例１に係る定着装置の内部構成を示す模式図。
【図７】本発明の実施例２に係る定着装置の内部構成を示す模式図。
【符号の説明】
【００３６】
１…操作表示部
２…画像読取部
３…画像処理部
４…画像形成部
５，５’，５’’…定着装置
６…制御部
５０…用紙搬送路
５１…定着ローラ
５１１…被加熱部
５２，５２’，５２’’…加熱ヒータ
５３…温度センサ
７１，７２…誘導コイル（誘導起電力発生手段の一例）
８０…電磁コイル
８１…駆動回路
９１…ラック
９２…ピニオンギア
９３…磁性体コア
Ｘ…複写機
【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】
2009134171.tif 000007
【図６】
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【図７】
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