JP2002158084A - 加熱装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、画像形成装置の定着装置等に用いら
れる加熱装置において、ウォームアップタイムが短く、
コストが比較的安く、回転体の長手方向の温度ムラが少
ない、誘導加熱方式の加熱装置を実現する。 【解決手段】本発明は、磁束生成手段２による磁束の作
用によって発熱する誘導発熱体を有する回転体１と、該
回転体１と相互に圧接される加圧部材３とを有し、前記
回転体１と前記加圧部材３との間に被加熱体６を通過さ
せて被加熱体６を加熱する加熱装置において、前記回転
体１の長手方向における誘導発熱体の発熱位置を時間的
に変化させる構成としたので、回転体の長手方向の温度
ムラを減少させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電磁誘導により渦
電流を発生させて被加熱体を加熱する加熱装置に関し、
特に、複写機、ファクシミリ、電子写真プリンタ、プロ
ッタ等の電子写真方式の画像形成装置において、紙等の
記録材面上に形成された加熱溶融性のトナーからなる画
像を加熱・加圧して永久固着画像として記録材面上に定
着する加熱定着装置に用いられる加熱装置、及びその加
熱装置を像加熱手段として備えた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画
像形成装置においては、電子写真方式等の作像プロセス
機構により、シート状の記録媒体上に未定着トナー像を
転写方式または直接方式で形成担持させる。この未定着
トナー像のトナーは簡単に剥がれ落ちるので、トナーに
熱もしくは圧力あるいは熱と圧力の両方を加えることに
よりシート状の記録媒体表面に永久的に固着させること
が必要となる。そして、シート状の記録媒体表面にトナ
ー像を永久的に固着させる工程は定着プロセスと呼ばれ
ている。シート状の記録媒体の例としては、Ａ４サイズ
やＡ３サイズなどにカットされた普通紙やＯＨＰシート
が一般的である。定着には色々な方法があるが、熱と圧
力の両方を加える方法が最も普及しており、その際の加
熱方式として、従来から、熱ローラ定着方式、フィルム
（またはベルト）加熱定着方式などの接触加熱定着方式
が一般に用いられている。

【０００３】熱ローラ定着方式及びフィルム加熱定着方
式の定着装置は、中空円筒形の回転体と該回転体に圧接
してシート状の記録媒体を挟持する加圧体（ローラ形状
の場合は加圧ローラと呼ぶ）とを有している。シート状
の記録媒体は前記回転体あるいは前記加圧体の回転運動
に従動して回転体と加圧体の間のニップ部を搬送され
る。前記回転体は発熱体に接して加熱されるか、あるい
は回転体の近傍に配置した発熱体により加熱されるか、
あるいは自己発熱により加熱される。熱ローラ定着方式
では、ハロゲンランプやニクロム線ヒータ等の棒管状発
熱ヒータを、前記回転体である定着ローラ本体（ヒータ
を含めて定着ローラと称する場合があるため、定着ロー
ラからヒータを除いた部分を定着ローラ本体と呼ぶこと
にする）の中心軸上に配設し、定着ローラ本体を加熱す
るのが一般的である。また、フィルム加熱定着方式で
は、前記回転体であるフィルムの回転方向に直交する方
向に延ばした細長い板状の発熱体をフィルムに当接させ
て加熱するのが一般的である。

【０００４】従来、上記熱ローラ定着方式の定着装置で
は、定着ローラ本体の加熱に時間を要し、電源を投入し
てから定着ローラ表面の温度が定着に適した温度に達す
るまでの時間（以下、ウォームアップタイムと言う）が
比較的長かった。このため、ウォームアップタイムの
間、使用者は複写機を使用することができず、長時間の
待機を強いられるという問題があった。また、待機時か
ら使用可能状態に至るまでの待ち時間を短くするために
は、待機中も定着ローラを比較的高温に保つために発熱
体に通電する必要があり、無駄な電力を消費していた。
すなわち、多量の電力を定着ローラに投入すればウォー
ムアップタイムは短縮できるが、定着装置における消費
電力が増大し、省エネルギーという観点から望ましくな
い。つまり消費電力を増やさずにウォームアップタイム
を短縮することが、定着装置の省エネルギー化（低消費
電力化）と、ユーザーの操作性（クイックプリント）と
の両立を図るために望まれていた。また、フィルム加熱
定着方式の定着装置はウォームアップタイムが短いが、
トナーへの熱供給能力において高速な定着には対応でき
ず、またフィルムが蛇行したり破損したりし易いため、
記録媒体の搬送の安定性および耐久性の点で熱ローラ定
着方式に劣っていた。

【０００５】そこで、定着ローラ本体あるいはフィルム
（本節では以降、回転体と総称する）の加熱源として電
磁誘導作用による発熱現象を利用した誘導加熱方式の定
着装置が提案されている。これは、交番磁界中に導電体
を置くと電磁誘導により導電体中に渦電流が流れ、その
渦電流により発生するジュール熱により導電体が発熱す
る現象を利用して回転体を加熱するものである。すなわ
ち、誘導加熱定着装置では、回転体の一部または全部を
導電体で構成し、回転体の内部または外部に磁束生成コ
イルを配置し、この磁束生成コイルに交流電流を流して
生じた交番磁界により回転体内の導電体に誘導渦電流を
発生させ、その渦電流と回転体内の導電体自体の抵抗に
よって回転体内の導電体をジュール発熱させる。この誘
導加熱定着装置は、電気−熱変換効率が大きく向上する
ため、また定着ローラにおいてはその表面近傍の薄い層
のみを発熱させることができるため、ウォームアップタ
イムの短縮が可能となる。

【０００６】しかし、誘導加熱方式では、上記回転体を
その回転軸方向（以後、回転軸方向を長手方向と称す
る）に均一に加熱することが難しい場合があった。すな
わち、図２９あるいは図３０に示すような上記回転体の
長手方向の幅と同程度に長い磁束生成コイル２０１（ま
たは２０２）により上記回転体に発熱させる場合、回転
体にその長手方向に均一に発熱させるには、磁束生成コ
イルの形状を長手方向に均一なものにする必要がある
が、低い製造コストで長手方向の寸法精度の高いコイル
を作るのは困難であった。また、発熱量は上記回転体と
磁束生成コイル２０１との距離、あるいは図３０のよう
にコイル２０２にコア（磁性体の芯材）２０３を付加し
ている場合はそのコアとの距離に鋭敏に依存するが、そ
の距離を上記回転体の長手方向に均一にするのは困難で
あった。また、図３１に示すように回転体２０４の長手
方向に複数個のコイル２０５〜２０９を並べて加熱する
場合は、複数個のコイル２０５〜２０９による回転体の
発熱量が、複数個のコイル２０５〜２０９の巻線部に対
向した位置で高く、コイル２０５〜２０９の周辺部に対
向した位置で低くなるため、必然的に回転体の長手方向
の発熱量が不均一になる。そして、上記のような発熱量
の不均一は回転体に温度ムラを引き起こす。特に、回転
体の熱容量を減らしてウォームアップタイムを短くする
ために、回転体を薄肉化している場合は、回転体の熱伝
導率が低くなっているために、発熱量の不均一が温度ム
ラに直結する。そして、回転体の温度ムラは、その回転
体によって加熱される被加熱体に加熱ムラを引き起こし
てしまう。

【０００７】このような回転体の温度ムラを避けるため
に、従来、以下のような方法が提案されている。 （１）誘導発熱体を有する回転体に高熱伝導性部材から
なる層を設け、長手方向に熱が伝わり易くして温度分布
を均一化する（特開平１０−２０７２６９号公報、特開
平９−１２７８１０号公報）。 （２）ヒートパイプ等の高熱伝導性部材を回転体の長手
方向に亘って付加することにより、長手方向に熱が伝わ
り易くして温度分布を均一化する（特開平１０−２０７
２７１号公報、特開平９−１９７８５５号公報、特開平
９−３１９２４３号公報）。 （３）磁束生成コイルのコアを長手方向に多数個に分割
し、その材質、大きさや誘導発熱体との距離を変えて均
一化を図る（特開平８−１６００５号ｊ公報）。 （４）回転体の長手方向に並べた複数個のコイルからな
るコイル列を磁束生成手段として使用して加熱する場合
に、コイル列を誘導発熱体の長手方向に複数個並置し、
各コイル列のコイルが互いに千鳥状の位置関係になるよ
うにする（特開平１０−６３１２６号公報）。

【０００８】上記の従来技術のうち、（１）および
（２）の方法は、投入したエネルギーのうちの一部が高
熱伝導性部材を加熱するのに消費され、そのため回転体
の温度上昇速度が低下し、定着装置の省エネルギー化と
ウォームアップタイムの短縮という点からは好ましくな
い。また、熱運搬能力が桁違いに高いヒートパイプ以外
では、温度を均一化する効果が限られる。特に、回転体
の表面近傍のみに発熱させて表面を急速に高温にするこ
とによりウォームアップタイムを短くしようとする場合
は、熱伝導に頼ったのでは温度の均一化の速度が遅すぎ
て温度を十分に均一化できない。また、ヒートパイプは
高価である。上記（３）の方法は、コアの材質や大きさ
や誘導発熱体との距離を調整する作業が必要となり、ま
た調整した値どおりに製造する必要上、製造コストがア
ップする。上記（４）の方法は、コイルの千鳥状の位置
関係を上手く調整して発熱分布を長手方向に均一にする
のが非常に難しい。一般に円盤状のコイルによる発熱量
の分布は中央が窪んだ山形になる。回転体の長手方向に
複数個のコイルを持つコイル列を２つ用意してコイルが
互いに千鳥状の位置関係になるように配置して発熱させ
た場合を例にとると、１つのコイル列による発熱分布
は、図３２に実線で示した分布２１１，２１２，２１
３，２１４のようになり、もう１つのコイル列による発
熱分布は、図３２に破線で示した分布２１５，２１６，
２１７のようになる。この図３２から想像されるよう
に、これらの各発熱部分の大きさや間隔を調整して、長
手方向に均一な分布にするのは難しい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、誘導加
熱方式の定着装置あるいは一般の誘導加熱方式の加熱装
置における回転体の長手方向の発熱量の不均一を、省エ
ネルギー化と両立させながら、長手方向への熱の移動に
より低減することは困難である。したがって、回転体に
長手方向の温度ムラを生じさせないためには、回転体の
発熱量自体を長手方向に均一にする必要がある。しかし
ながら、上述のように、回転体の長手方向で回転体を均
一に発熱させるには、磁束生成コイルの形状および磁束
生成コイルと回転体との距離を長手方向で高精度に均一
にしなければならず、コストアップにつながる。また、
複数個の磁束生成コイルを組み合わせて発熱分布を均一
化することも、上述したように困難である。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、ウォームアップタイムが短く、コストが比較的安
く、回転体の長手方向の温度ムラが少ない、誘導加熱方
式の加熱装置を提供すること、及びその加熱装置を備え
た画像形成装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、磁束生成手段による磁束の
作用によって発熱する誘導発熱体を有する回転体と、該
回転体と相互に圧接される加圧部材とを有し、前記回転
体と前記加圧部材との間に被加熱体を通過させて被加熱
体を加熱する加熱装置において、前記回転体の長手方向
における誘導発熱体の発熱位置を時間的に変化させるこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項２に係る発明は、加熱装置におい
て、磁束生成手段による磁束の作用によって発熱する誘
導発熱体を有する回転体と、前記磁束生成手段を前記回
転体の長手方向に時間的に移動させる手段と、前記回転
体と相互に圧接される加圧部材とを有し、前記回転体と
前記加圧部材との間に被加熱体を通過させて被加熱体を
加熱することを特徴とする。

【００１３】請求項３に係る発明は、請求項２記載の加
熱装置において、前記回転体の長手方向への磁束生成手
段の移動が周期的な往復移動であって、その周期が前記
回転体の回転の周期と異なることを特徴とする。また、
請求項４に係る発明は、請求項２記載の加熱装置におい
て、前記回転体の長手方向への磁束生成手段の移動が周
期的な往復移動であって、その周期が回転体の回転の周
期の正の整数倍でないことを特徴とする。また、請求項
５に係る発明は、請求項２記載の加熱装置において、前
記回転体の長手方向への磁束生成手段の移動が周期的な
往復移動であって、その周期が回転体の回転の周期より
も短いことを特徴とする。

【００１４】請求項６に係る発明は、磁束生成手段によ
る磁束の作用によって発熱する誘導発熱体を有する回転
体と、該回転体と相互に圧接される加圧部材とを有し、
前記回転体と前記加圧部材との間に被加熱体を通過させ
て被加熱体を加熱する加熱装置において、前記磁束生成
手段が前記回転体の長手方向に複数個の磁束生成部を並
べた磁束生成部列を複数列並置した構成であり、前記回
転体の長手方向における磁束生成部の位置が磁束生成部
列間で同一ではなく、各磁束生成部列への投入電力の列
間比率を時間的に変動させることを特徴とする。

【００１５】請求項７に係る発明は、請求項６記載の加
熱装置において、投入電力の列間比率の時間変動の周期
が、前記回転体の回転の周期の正の整数分の１でないこ
とを特徴とする。また、請求項８に係る発明は、請求項
６記載の加熱装置において、投入電力の列間比率の時間
変動の周期が、前記回転体の回転の周期の２倍より短い
ことを特徴とする。

【００１６】請求項９に係る発明は、シート状の記録媒
体上にトナー像を形成し担持させる像形成手段と、前記
トナー像を担持した前記記録媒体を加熱処理する像加熱
手段とを有する画像形成装置において、前記像加熱手段
として請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載の加
熱装置を備えたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成、動作及び作
用について図面を参照して詳細に説明する。本発明の加
熱装置は、例えば図１に示すように、シート状の被加熱
体６に対して熱を加えるための加熱用回転体１と、この
加熱用回転体１との間で被加熱体６を挟持しつつ加熱用
回転体１の回転により被加熱体６を搬送するための加圧
部材３と、前記加熱用回転体１に磁束を侵入させて電磁
誘導作用により回転体に渦電流を生ぜしめることにより
前記加熱用回転体１にジュール熱を発生させるための磁
束生成手段２とを備え、さらに前記加熱用回転体１のジ
ュール熱発生位置をその長手方向に時間的に変化させる
手段を設けたことを特徴とする。尚、ここで言う磁束生
成手段とは、磁束生成コイルとその形状保持部材を合せ
たものであり、また磁束生成コイルにコアを付加してい
る場合は、そのコアも含めて磁束生成手段と称する。

【００１８】本発明の加熱装置では、加熱用回転体１の
ジュール熱発生位置をその長手方向に時間的に変化させ
る手段を設けたことにより、磁束生成手段２が生成する
磁束が前記加熱用回転体１の長手方向に不均一である場
合でも、前記加熱用回転体１の発熱量の時間平均値をそ
の長手方向に均一化することができる。したがって、本
発明の加熱装置を電子写真方式の画像形成装置の定着装
置として使用した場合、加熱ムラによる定着ムラを防ぐ
ことができ、被加熱体であるシート状の記録媒体（例え
ば、記録用紙、ＯＨＰシート等）の全面にわたって良好
な定着が可能となる。また、本発明の加熱装置は、シー
ト状の物体の乾燥用、シート状の物体のラミネート処理
用、画像を担持したシート状の物体におけるつや等の表
面性の改質用、等の用途に用いることができるが、その
ような用途に用いた場合、シート状の物体の全面にわた
って均一な処理が可能となり、処理ムラの発生を防止で
きる。

【００１９】次に、加熱用回転体のジュール熱発生位置
をその長手方向に時間的に変化させる手段について説明
する。第１の手段としては、加熱用回転体１の長手方向
（回転軸方向）に加熱用回転体１に対して磁束生成手段
２を相対的に移動させる。そうすると、ある時刻におい
て磁束生成手段が生成した磁束密度が、加熱用回転体１
の表面において、図２の符号２１で示すような分布をし
ていた場合、別の時刻では、図２の符号２２で示すよう
な分布になり、時間平均すると磁束密度は長手方向にほ
ぼ均一な分布となる。この移動は、周期的な往復移動で
あってもよいし、図１に示すように加熱用回転体１に設
置した温度センサー５により加熱用回転体表面の相対的
に温度が低い位置を検出し、その位置に磁束密度の高い
部分が来るように移動させるのであってもよい。

【００２０】第２の手段としては、加熱用回転体１の長
手方向（回転軸方向）に磁束生成分布の異なる複数個の
磁束生成手段２を並設し、磁束生成手段間の磁束生成比
率を時間的に変化させる。一例として磁束生成手段が２
つの場合を考えると、ある時刻において１つの磁束生成
手段が生成した磁束密度が、加熱用回転体１の表面にお
いて、図３の符号３１で示すような分布をし、別の磁束
生成手段が生成した磁束密度が図３の符号３２で示すよ
うな分布をしていたとき、別の時刻では、前者の磁束生
成手段が生成した磁束密度が図３の符号３３で示すよう
な分布になり、後者の磁束生成手段が生成した磁束密度
が図３の符号３４で示すような分布になり、時間平均す
ると２つの磁束生成手段が生成した磁束密度の和は長手
方向にほぼ均一な分布となる。また、磁束生成比率を時
間的に変化させるには、磁束生成手段への投入電力を時
間的に変化させる。尚、以後はこれら複数個の磁束生成
手段からなる磁束生成手段の全体を単に磁束生成手段と
呼び、その構成要素である複数個の磁束生成手段の各々
は磁束生成部列と呼ぶことにする。また、磁束生成部列
が複数個のコイルを並べて構成されている場合は、磁束
生成部列をコイル・アッセンブリーとも呼ぶことにす
る。

【００２１】次に、加熱用回転体に対して該加熱用回転
体の長手方向に磁束生成手段を相対的に移動させる場合
の効果を加熱用回転体表面の温度分布の面から説明す
る。図４は、加熱用回転体に仮想的に長手方向に切れ目
を入れて切り開いて見た図である。図４の符号４１は仮
想的に切り開いた加熱用回転体である。図４の横方向が
回転軸の方向であり、図４の矢印４２は加熱用回転体の
回転方向を示すものである。いま図４中に円４３で示し
た領域だけが磁束密度が低く残りの部分は均一な高い磁
束密度になっている場合を考える。そうすると、低磁束
密度領域４３では渦電流が少ないため発熱量が少なく、
そのためその周囲に比べて温度が上がらない。そして、
磁束生成手段を移動させなかった場合は、加熱用回転体
４１の回転に連れて、低磁束密度領域４３は図４に矢印
４４で示したように移動する。加熱用回転体４１が１回
転する間にこの領域４３が移動する距離は、図４の矢印
４４の長さに等しい。

【００２２】一方、磁束生成手段を図４に両端矢印４５
で示した範囲で往復運動させた場合は、低磁束密度領域
４３は図４の折れ線矢印４６，４７，４８のように移動
する。この移動距離は磁束生成手段を移動させなかった
場合に比べて長い。このことは低磁束密度領域４３がそ
の通過路中の任意の位置の近傍に留まっている時間は、
磁束生成手段を移動させた方が、移動させなかった場合
よりも短いことを示している。また、低磁束密度領域４
３が一個所に留まっている時間が短いほどその位置の磁
束密度の回復が早く、それだけその位置の発熱量の回復
も早い。また、低磁束密度領域４３にはその周りから熱
が伝導してくるため、時間が経つにつれて温度が上昇す
るが、低磁束密度領域４３が一個所に留まっている時間
が短いほどこの熱伝導による温度の回復も速い。

【００２３】次に図５は図４と同様に加熱用回転体に仮
想的に長手方向に切れ目を入れて切り開いて見た図であ
り、符号５１は仮想的に切り開いた加熱用回転体であ
り、符号５２は加熱用回転体の回転の向きを示す矢印で
ある。図５に示すように、加熱用回転体５１の回転方向
における磁束生成手段の幅が狭い場合は、図５に斜線を
付けて示した高磁束密度領域５５を分断する形で低磁束
密度領域５３が存在するが、加熱用回転体５１の長手方
向（図５の横方向）に磁束生成手段を移動させない場合
は、それ以前に低磁束密度領域５３が存在していた領域
（図５の５４）に高磁束密度領域５５が移動してくるこ
とがないので、領域５４の磁束密度は回復しない。

【００２４】一方、磁束生成手段を長手方向に移動させ
れば、図５に示されているように領域５４の一部に高磁
束密度領域５５が移動してくるので、領域５４の磁束密
度がある程度回復し、したがって領域５４の発熱量もあ
る程度回復する。このようにして磁束生成手段を移動さ
せた方が、移動させなかった場合よりも低磁束密度領域
５３の温度とその回りの温度との差が小さくなる。この
ため、加熱用回転体５１をこのような磁束密度にムラの
ある磁束生成手段により発熱させて、室温と同温度から
所定の温度にまで達せしめると、そのときの加熱用回転
体の温度分布は、磁束生成手段を移動させた場合の方
が、移動させなかった場合より均一に近くなる。

【００２５】次に図６は、磁束生成手段の長手方向の往
復移動の周期が加熱用回転体の回転周期と一致している
場合について、加熱用回転体に仮想的に長手方向に切れ
目を入れて切り開いて見た図である。図６の符号６１は
仮想的に切り開いた加熱用回転体である。図６の横方向
が回転軸の方向であり、図６の矢印６２は加熱用回転体
６１の回転方向を示している。いま図６中に円６３で示
した領域だけが磁束密度が小さく残りの部分は均一な磁
束密度であるとする。磁束生成手段は図６の符号６４に
示した範囲で加熱用回転体６１の長手方向に往復移動を
繰り返すものとする。このときの低磁束密度領域６３の
移動の経路は、図６の６５，６６，６７のようになる。
磁束生成手段の長手方向の往復移動の周期が加熱用回転
体６１の回転周期と一致していた場合は、図６から明ら
かなように、低磁束密度領域６３は加熱用回転体６１が
１回転した後、前と全く同じ位置に戻り、２回転めも１
回転めと全く同じ経路上を動く。このため、この低磁束
密度領域６３の軌跡上では常に発熱量が低い。したがっ
て、熱伝導等による加熱用回転体の温度回復力が弱い場
合には、この軌跡上の温度はいつまでも周囲より低いま
まになる。

【００２６】一方、磁束生成手段の長手方向の往復移動
の周期が加熱用回転体６１の回転周期と異なっていた場
合は、磁束生成手段の長手方向の往復移動の周期が加熱
用回転体の回転周期の正の整数倍（例えば、１倍、２
倍、３倍など）でない限り、低磁束密度領域６３は２回
転めに１回転めと異なる経路上を動く。したがって、１
回転めに発熱量が少なかった部分も２回転めは強く発熱
し、温度がある程度回復する。

【００２７】磁束生成手段の長手方向の往復移動の周期
が加熱用回転体６１の回転周期の２倍であれば、低磁束
密度領域６３は２回転毎に同じ経路上を動き、磁束生成
手段の長手方向の往復移動の周期が加熱用回転体６１の
回転周期の３倍であれば、低磁束密度領域６３は３回転
毎に同じ経路上を動く。同様に磁束生成手段の長手方向
の往復移動の周期が加熱用回転体６１の回転周期のＮ倍
であれば（但し、Ｎは正の整数）、低磁束密度領域６３
はＮ回転毎に同じ経路上を動く。上記図６での説明は、
Ｎが１の場合に対応している。熱伝導等による加熱用回
転体６１の温度回復力が弱い場合には、低磁束密度領域
６３の軌跡上の温度を回復させるうえで、上記図６の場
合と同様にＮが２あるいは３の場合も好ましくない。ま
た、熱伝導等による加熱用回転体の温度回復力が大きい
場合は、Ｎが１の場合だけを避ければよい。

【００２８】磁束生成手段の長手方向の往復移動の周期
が加熱用回転体６１の回転周期の正の整数分の１であれ
ば、低磁束密度領域６３は２回転めも１回転めと全く同
じ経路上を動く。しかしながら、この場合は、磁束生成
手段の長手方向の移動により高磁束密度領域が長手方向
に移動することによる発熱量の回復効果が大きいので、
回転毎に経路が異ならなくても、温度が均一化する傾向
が強くなる。このことを、図７を使って説明する。

【００２９】図７の符号７１は仮想的に切り開いた加熱
用回転体であり、矢印７２は加熱用回転体の回転方向を
示すものであり、符号７３はある時刻における低磁束密
度領域であり、符号７４はそれより少し後の時刻におけ
る低磁束密度領域であり、符号７５は後者の時刻におけ
る高磁束密度領域であり、符号７６〜８０は、磁束生成
手段の長手方向の往復移動の周期が加熱用回転体の回転
周期の２分の１である場合の磁束生成手段の移動の経路
である。この場合は、ある時刻に符号７３の位置にあっ
た低磁束密度領域の大部分が新たに移動してきた高磁束
密度領域７５に覆われて、その領域の発熱量が回復す
る。

【００３０】次に、加熱用回転体のジュール熱発生位置
をその長手方向に時間的に変化させる前記第２の手段を
使用した場合、すなわち、加熱用回転体の長手方向に磁
束生成分布の異なる複数の磁束生成部列を並設し、磁束
生成部列間の磁束生成比率を時間的に変化させた場合
の、加熱用回転体の表面での磁束密度分布について説明
する。

【００３１】図８は加熱用回転体に仮想的に長手方向に
切れ目を入れて切り開いて見た図であり、符号８１は仮
想的に切り開いた加熱用回転体であり、符号８２は加熱
用回転体の回転の向きを示す矢印である。図８に示すよ
うに、第１の磁束生成部列８３が図中のＡで示した位置
にあるとする。この磁束生成部列８３は加熱用回転体８
１の長手方向に並んだ６個のコイル部分からなり、この
磁束生成部列８３が生成する磁束密度は、各コイル部分
に対応する図８の８４から８９の領域で高く、それ以外
の領域では低い。この磁束生成部列８３の磁束密度分布
のムラを低減させるために、図８のＢの位置に第２の磁
束生成部列９０を設ける。この磁束生成部列９０は磁束
生成部列８３が生成する磁束密度が弱くなっている長手
方向の位置に設けた５個のコイル部分からなる。この磁
束生成部列９０が生成する磁束密度は、その各コイル部
分に対応する図８の９１から９５の領域で高く、それ以
外の領域では低い。ここで、磁束生成部列８３に電流を
流し始めた時刻を０とすると、加熱用回転体８１が回転
しているため、電流を流し始めてＴ秒後には、その間に
強い磁束密度がかかった領域は、図９に符号８４から８
９で示したようになる。

【００３２】ここで、図９の符号８１は、仮想的に切り
開いた加熱用回転体であり、８２は加熱用回転体の回転
の向きを示す矢印であり、８３は第１の磁束生成部列で
あり、８３’は電流を流す直前に磁束生成部列８３が存
在していた領域である（磁束生成部列は、加熱用回転体
から見ると、回転方向と逆向きに移動する）。また、Ｌ
はＴ秒間に加熱用回転体が回転した距離である。時刻Ｔ
で磁束生成部列８３の電流を切り、それからt秒経った
時刻Ｔ＋ｔでは、第１の磁束生成部列は図１０の８３の
位置にあり、第２の磁束生成部列は図１０の９０の位置
にあり、Ｔ＋ｔ秒間に強い磁束密度がかかった領域は、
図１０に符号８４から８９で示したようになっている。
尚、図１０において、符号８１は、仮想的に切り開いた
加熱用回転体であり、８２は加熱用回転体の回転の向き
を示す矢印である。この時刻Ｔ＋ｔで第２の磁束生成部
列９０に電流を流しはじめ、それからｓ秒経った時刻Ｔ
＋ｔ＋ｓでは、第２の磁束生成部列は図１１の９０の位
置まで移動し、その間に第２の磁束生成部列により強い
磁束密度がかかった加熱用回転体の領域は、図１１に符
号９１から９５で示したようになる。

【００３３】ここで、図１１の符号９０’は第２の磁束
生成部列に電流を流しはじめたときの第２の磁束生成部
列の位置である。また、図１１の符号８４から８９は第
１の磁束生成部列により強い磁束密度がかかった上記領
域である。また、符号８１は、仮想的に切り開いた加熱
用回転体であり、８２は加熱用回転体の回転の向きを示
す矢印である。その後、さらにある程度時間が経過した
後で、再び第１の磁束生成部列に電流を流し、その少し
後に第２の磁束生成部列の電流を切ると、その時点でそ
れまでに強い磁束密度がかかった加熱用回転体の領域は
図１２に楕円で示したようになる。ここで、加熱用回転
体を仮想的に切り開く位置を回転方向の後方にずらして
示した。図１２の符号８１は、仮想的に切り開いた加熱
用回転体であり、８２は加熱用回転体の回転の向きを示
す矢印であり、９３は第１の磁束生成部列であり、９０
は第２の磁束生成部列である。また、符号８４〜８９と
９６〜１０１は、第１の磁束生成部列により強い磁束密
度がかけられた領域であり、符号９１〜９５は、第２の
磁束生成部列により強い磁束密度がかけられた領域であ
る。

【００３４】以上のサイクルを繰り返すと、加熱用回転
体に強い磁束密度がかかった領域は、図１３に楕円で示
したようになる。図１３の符号８１は、仮想的に切り開
いた加熱用回転体であり、８２は加熱用回転体の回転の
向きを示す矢印である。これらの領域では強い渦電流が
流れるため、残りの領域に比べて発熱量が大きい。ま
た、図１３に楕円で示した領域で発生した熱量は周りの
領域に拡散し、これらの領域自身と周りの領域とを加熱
する。このように、加熱用回転体の長手方向に磁束生成
分布の異なる複数の磁束生成部列を並設し、磁束生成部
列間の磁束生成比率を時間的に変化させると、発熱量が
大きい領域が空間的に分散して均等に近い形でうろこ状
に分布するので、加熱用回転体の長手方向の温度分布が
均一に近くなる。尚、加熱用回転体の回転方向における
磁束生成部列の幅が広い場合は、図１７のように、各磁
束生成部列による発熱量が大きい領域が加熱用回転体の
回転方向に重なるが、加熱用回転体の長手方向の温度分
布を均一にするうえで支障はない。

【００３５】尚、この投入電力の時間変動の周期が加熱
用回転体の回転の周期の正の整数分の１であると、加熱
用回転体の常に同じ位置が加熱されることになり、好ま
しくない。図１４に投入電力の時間変動の周期が加熱用
回転体の回転周期の２分の１である場合の高磁束密度領
域を示す。図１４の符号８１は、仮想的に切り開いた加
熱用回転体であり、８２は加熱用回転体の回転の向きを
示す矢印であり、楕円が前記高磁束密度領域である。こ
の場合、加熱用回転体が何回転してもこれらの領域の位
置は変らない。しかし、投入電力の時間変動の周期が加
熱用回転体の回転の周期より短くかつ加熱用回転体の回
転の周期の正の整数分の１でなければ、加熱用回転体の
ｎ回転めとｎ＋１回転めとでは、高磁束密度領域は加熱
用回転体の回転方向にずれるので、この方が、加熱用回
転体が周方向により均等に加熱されることになり好まし
い。

【００３６】尚、投入電力の時間変動の周期が加熱用回
転体の回転周期の２倍以上であると、加熱用回転体が１
回転する間、加熱用回転体の長手方向の磁束密度の強度
分布はほとんど変化しない。図１５と図１６に投入電力
の時間変動の周期が加熱用回転体の回転周期の２倍の場
合を示す。図１５と図１６の符号８１は、仮想的に切り
開いた加熱用回転体であり、８２は加熱用回転体の回転
の向きを示す矢印であり、図１５の楕円１０２〜１０７
と図１６の楕円１０２〜１０６は高密度の磁束がかかっ
た領域である。この場合、１回転ごとに図１５の磁束密
度分布と図１６の磁束密度分布とが繰り返されるので、
長手方向の温度分布が不均一になる。このことから、複
数の磁束生成部列に常に一定の電流を流す場合に比べて
長手方向の温度分布をより均一にする効果を強く出すた
めには、加熱用回転体が少なくとも１回転する間に長手
方向に磁束密度分布が変化することが望ましい。したが
って、投入電力の時間変動の周期が加熱用回転体の回転
周期の２倍より短いことが望ましい。

【００３７】

【実施例】以下、本発明に係る加熱装置及びその加熱装
置を備えた画像形成装置の具体的な実施例について説明
する。 （実施例１）図１は本発明に係る加熱装置の一実施例を
示す図であり、加熱装置の長手方向に垂直な断面を示す
概略断面図である。図１の符号１は誘導発熱体を有する
加熱用回転体、２は磁束生成手段、３は加圧用回転体、
４は加熱用回転体の回転の向きを示す矢印、５は温度セ
ンサ、６はシート状の被加熱体である。加圧用回転体３
は図示しないバネ等により加熱用回転体１に圧接されて
いる。また、加熱用回転体１は図示しない駆動機構によ
り回転し、摩擦力によりその回転に従動して加圧用回転
体３も回転する。

【００３８】図１に示す構成の加熱装置は、磁束生成手
段２により生成された磁束により誘導発熱して高温にな
った加熱用回転体１と、加圧用回転体３との間のニップ
部にシート状の被加熱体（例えば、記録用紙、ＯＨＰシ
ート、その他のシート状物体）６を挟持搬送することに
よって該被加熱体６を加熱するものである。磁束生成手
段２は加熱用回転体１の回転軸方向（図１の紙面に垂直
な方向）の胴部の長さ全体にわたって加熱用回転体１の
外側表面の周方向の半分近くを覆うように、加熱用回転
体１の外側表面に面して設置してある。加熱用回転体１
にはサーミスタや熱電対等の温度センサ５が取り付けて
あり、その温度に基づいて、図示しない制御機構により
加熱用回転体１の温度を所定の温度に制御する。尚、磁
束生成手段２および温度センサ５の設置位置は、この図
１に示した位置に限るものではない。

【００３９】加熱用回転体１は、図１８に示すように、
内側から、基体層１−１、断熱層１−２、磁性体からな
る誘導発熱体層１−３、離型層１−４の４層で構成して
ある。基体層１−１は厚さ０．６ｍｍのアルミニウム円
管であり、断熱層１−２は厚さ０．５ｍｍのシリコーン
ゴムからなる層であり、磁性体（ここで言う磁性体とは
強磁性体のことである）からなる誘導発熱体層１−３は
厚さ０．１ｍｍの軟鋼からなる層であり、離型層１−４
は厚さ１５μｍのテフロン（登録商標）からなる層であ
る。加熱用回転体１の外径は約４０ｍｍである。また、
加熱用回転体１の胴部の長さは３００ｍｍである。尚、
図１８の各層は、分かり易いように実際の厚さとは異な
った厚さで描いてある。

【００４０】加圧用回転体３は、直径３０ｍｍのアルミ
ニウム製の芯金の回りに厚さ５ｍｍのシリコーンゴム層
を設け、さらにその外側を厚さ５０μｍのテフロンキャ
ップで覆ったものである。加熱用回転体１と加圧用回転
体３の接触部分（ニップ部）の回転体周方向の幅は４ｍ
ｍである。ただし、本発明の適用対象はこの大きさと層
構成の加熱用回転体１および加圧用回転体３に限るもの
ではなく、任意の層構成と径と厚さと長さの加熱用回転
体および加圧用回転体に適用可能である。またニップ部
の幅も４ｍｍに限るものではない。

【００４１】また、各回転体を構成する材料も上述の通
りでなくても良く、例えば、加熱用回転体１の基体層１
−１には、アルミニウム、銅、ステンレススチール（Ｓ
ＵＳ）などの金属、あるいはセラミックス、ガラスなど
の固体を使用してもよく、加熱用回転体１の断熱層１−
２には、発泡ガラス、低熱伝導性セラミックス、発泡シ
リコーンゴムなどの非磁性体でかつ熱伝導率の小さい材
料を使用してもよく、加熱用回転体１の誘導発熱体層１
−３には、磁性金属等の強磁性体であれば何でも用いる
ことができ、例えば、鉄、ニッケル、コバルト、あるい
はそれらの合金が使え、加熱用回転体１の離型層１−４
にはフッ素樹脂、シリコーン樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等
の耐熱性と離型性の良い材料を使用できる。尚、加熱用
回転体１の断熱層１−２は無くてもよく、また、加熱用
回転体１の離型層１−４も無くてもよく、また、加熱用
回転体１の基体層１−１が誘導発熱体層を兼ねていても
よく、さらには加熱用回転体１に弾性層等の層を追加し
ても構わない。

【００４２】加圧用回転体３の芯金は、鉄、鋼、銅、Ｓ
ＵＳなどの金属あるいはセラミックス、ガラスなどの固
体を使用してもよく、加圧用回転体３のシリコーンゴム
層に代えてフッ素ゴム層やフルオロシリコンゴム層を用
いてもよく、加圧用回転体３のテフロンキャップに代え
て各種のフッ素樹脂、シリコーン樹脂、ＰＴＦＥ、ＰＦ
Ａ等の耐熱性と離型性の良い材料からなる層を用いても
よい。また、加圧用回転体３は、芯金とその回りの弾性
層だけにしてもよく、また、加圧用回転体３に断熱層等
の層を追加して設けても良い。

【００４３】加熱用回転体１はその両端において、図１
９に示すように、直径を小さくしてあり、この部分（ジ
ャーナル部と呼ぶ）に加熱用回転体の保持機構と駆動用
ギアが取り付けてある。尚、図１９において、符号１１
は加熱用回転体の胴部、１２と１３は加熱用回転体のジ
ャーナル部、１４と１５は加熱用回転体の保持機構、１
６は加熱用回転体の駆動用ギアである。

【００４４】磁束生成手段２は、加熱用回転体１の外周
面から約０．５ｍｍの隙間を置いて、ニップ部以外の加
熱用回転体外周面のうちのニップ部入口に近い側のほぼ
半分を取り囲むようにして配置してある。磁束生成手段
２は磁束生成コイルとコイル形状保持部材とからなる。
磁束生成コイルの一例としては図２０及び図２１に示す
ように、コイル状に引き回した直径約２ｍｍのリッツ線
１１２を、加熱用回転体１の曲率に合わせて湾曲させた
３００ｍｍ×４０ｍｍの長方形状のセラミックス製のコ
イル形状保持部材１１１に接着させて形成してある。図
２１は、図２０に破線１１３で示した位置での断面図で
ある。磁束生成コイルは例えばリッツ線１１２を１０巻
き巻いて形成してある。コイル形状保持部材１１１は合
成樹脂製でも良く、あるいはフェライトのような高透磁
率の磁性体であっても良い。この磁束生成手段２は、リ
ッツ線１１２が有る側の面を加熱用回転体１に向けて配
置する。ただし、コイル形状保持部材１１１が磁性体で
ない場合は、図２２に示すように、コイル形状保持部材
１１１を図２１に示したものとは逆向きに湾曲させたう
えで、リッツ線１１２が無い側の面を加熱用回転体１に
向けて配置しても良い。

【００４５】コイル形状保持部材１１１の両端は図２０
の符号１１４で示すように長手方向に延びており、その
端で湾曲の内側方向に折れ曲がり、図２３に示すよう
に、加熱用回転体１のジャーナル部１３に嵌め込んだ磁
束生成手段保持リング１１７に接続している。この磁束
生成手段保持リング１１７はジャーナル部１３の長手方
向にほとんど摩擦を生じることなく移動可能となってい
る。尚、図２３において、符号１３は図１９に示した加
熱用回転体１のジャーナル部であり、１１１は図２０に
示したコイル形状保持部材であり、１１４はコイル形状
保持部材の一端から長手方向に延びた部分であり、１１
７は磁束生成手段保持リングである。

【００４６】図２４に図２３の縦断面の一部を示す。図
２４において、符号１１は加熱用回転体１の胴部であ
り、１３は加熱用回転体１のジャーナル部であり、１１
１はコイル形状保持部材であり、１１４はコイル形状保
持部材の１端から長手方向に延びた部分であり、１１７
は磁束生成手段保持リングである。コイル形状保持部材
１１１の一端は、図２０の符号１１５で示すクランク棒
に接続してあり、このクランク棒１１５をその長手方向
に往復運動させることが可能なようにクランク駆動機構
１１６を設けてある。クランク駆動機構１１６によりク
ランク棒１１５が往復すると、それに連れて磁束生成手
段２も加熱用回転体１の長手方向に往復運動する。ま
た、磁束生成コイル（リッツ線）１１２には、図示しな
い電力供給手段により電力が供給される。

【００４７】以上のような構成からなる図１の加熱装置
において、加熱用回転体１を線速１９０ｍｍ／secで回
転させながら磁束生成コイルに周波数３０ｋＨｚの交流
電流を流した。このとき消費電力を１２００Ｗに保つよ
うに投入電力を制御した。また、磁束生成手段２は静止
させた。加熱用回転体１の表面温度は表面のいたるとこ
ろで初期に２５℃であったが、上記電流の供給を開始し
て１５秒後に加熱用回転体１の胴部の1端から長手方向
に５０ｍｍ入った位置から２０ｍｍ間隔で１０個所、加
熱用回転体１の表面の温度を測定したところ、最高温度
が１８２℃であり、最低温度が１７４℃であった。次
に、加熱用回転体１の表面温度がいたるところ２５℃に
なるまで冷却した後、磁束生成手段２を振幅１００ｍｍ
で毎秒２０回往復させたこと以外は前と同じ条件で加熱
用回転体１を加熱し、電流の供給を開始して１５秒後の
同じ位置の温度を測定したところ、最高温度が１８０℃
であり、最低温度が１７７℃であった。このように、磁
束生成手段２を加熱用回転体１の長手方向に往復移動さ
せ、加熱用回転体１の長手方向における誘導発熱層の発
熱位置を時間的に変化させることにより、加熱用回転体
１の長手方向の温度ムラを減少させることができた。

【００４８】（実施例2）次に本発明の第2の実施例につ
いて説明する。図２５は本発明に係る加熱装置の第2の
実施例を示す図であり、加熱装置の長手方向に垂直な断
面を示す概略断面図である。図２５の符号１は誘導発熱
体を有する加熱用回転体であり、２Ａは磁束生成手段の
第1のコイル・アセンブリー、２Ｂは磁束生成手段の第
２のコイル・アセンブリーであり、３は加圧用回転体、
４は加熱用回転体の回転の向きを示す矢印、５は温度セ
ンサ、６はシート状の被加熱体である。本実施例では、
加熱装置の構成は、磁束生成手段とクランク駆動機構以
外は実施例１と同じである。

【００４９】図２５に示す加熱装置では、磁束生成手段
は２個のコイル・アセンブリー２Ａ，２Ｂからなる。第
１のコイル・アセンブリー２Ａを図２６に示す。図２６
において、符号１２１はコイル形状保持部材であり、長
手方向の幅が３００ｍｍでそれに直角な方向の幅が４０
ｍｍの長方形で厚さ１ｍｍのセラミックス製の板であ
る。符号１２２〜１２６はそのコイル形状保持部材１２
１上に接着された直径４０ｍｍの円盤状のコイルであ
る。これらのコイル１２２〜１２６は全て同じ形状と大
きさであり、いずれも直径２ｍｍのリッツ線を渦巻状に
９回巻いて形成してある。また、これらのコイル１２２
〜１２６は導線により電気的に直列に連結してある。ま
た、これらのコイル１２２〜１２６は、その中心点がコ
イル形状保持部材１２１の長手方向の端からそれぞれ３
０ｍｍ、９０ｍｍ、１５０ｍｍ、２１０ｍｍ、２７０ｍ
ｍの位置にあるように配置してある。さらに、各コイル
１２２〜１２６の中心点は、コイル形状保持部材１２１
の短手方向の端から２０ｍｍの位置にある。また、コイ
ル形状保持部材１２１とコイル１２２〜１２６は、コイ
ル形状保持部材１２１の短手方向に加熱用回転体１の外
側表面とほぼ同じ曲率で湾曲させてある。

【００５０】第２のコイル・アセンブリー２Ｂを図２７
に示す。図２７において、符号１３１はコイル形状保持
部材であり、その大きさと形状は第１のコイル・アセン
ブリー２Ａのコイル形状保持部材１２１に等しい。図２
７の符号１３２〜１３５は、第１のコイル・アセンブリ
ー２Ａを構成しているコイル１２２〜１２６と同様のコ
イルである。これらのコイル１３２〜１３５は、その中
心点がコイル形状保持部材１３１の長手方向の端からそ
れぞれ６０ｍｍ、１２０ｍｍ、１８０ｍｍ、２４０ｍｍ
の位置にあるように配置してある。また、各コイル１３
２〜１３５の中心点は、コイル形状保持部材１３１の短
手方向の端から２０ｍｍの位置にある。本実施例では、
これら２つのコイル・アセンブリー２Ａ，２Ｂを磁束生
成手段として加熱用回転体１の長手方向に並列に並べ、
長手方向に垂直な断面での形状が図２５のようになるよ
うに設置した。

【００５１】以上のような構成からなる図２５の加熱装
置において、加熱用回転体１を線速１９０ｍｍ／secで
回転させながら２つのコイル・アセンブリー２Ａ，２Ｂ
に周波数３０ｋＨｚの交流電流を流した。このとき消費
電力を１２００Ｗに保つように投入電力を制御した。加
熱用回転体１の表面温度は表面のいたるところで初期に
２５℃であったが、上記電流の供給を開始して１５秒後
に加熱用回転体１の胴部の一端から長手方向に５０ｍｍ
入った位置から２０ｍｍ間隔で１０個所加熱用回転体の
表面の温度を測定したところ、最高温度が１８７℃であ
り、最低温度が１７２℃であった。

【００５２】次に、加熱用回転体１の表面温度がいたる
ところ２５℃になるまで冷却した後、第1のコイル・ア
センブリー２Ａに周波数３０ｋＨｚの交流電流を流し始
めて０．２秒後に第２のコイル・アセンブリー２Ｂに周
波数３０ｋＨｚの交流電流を流し始め、その０．１秒後
に第１のコイル・アセンブリー２Ａに電流を流すことを
止め、さらに０．２秒後に第２のコイル・アセンブリー
２Ｂに電流を流すことを止めると同時に第１のコイル・
アセンブリー２Ａに電流を流し始めるというサイクルを
繰り返したこと以外は前と同じ条件で平均の消費電力を
１２００Ｗに保つようにして加熱用回転体１を加熱し、
電流の供給を開始して１５秒後の同じ位置の温度を測定
したところ、最高温度が１８３℃であり、最低温度が１
７７℃であった。このように、加熱用回転体１の長手方
向における磁束生成部の位置が互いに異なっている２つ
のコイル・アセンブリー２Ａ，２Ｂを並置して、各コイ
ル・アセンブリー２Ａ，２Ｂへの投入電力の列間比率を
時間的に変動させることにより、加熱用回転体１の長手
方向における発熱位置が時間的に変動し、加熱用回転体
１の発熱ムラが長手方向にならされ、そのため加熱用回
転体１の長手方向の温度ムラを減少させることができ
た。

【００５３】（実施例３（画像形成装置の実施例））次
に、図２８は本発明に係る画像形成装置の一実施例を示
す概略構成図であり、実施例１または実施例２に記載の
加熱装置を用いた画像形成装置の一例を示すものであ
る。この画像形成装置は、像担持体として円筒状に形成
された光導電性の感光体１４１を有している。感光体１
４１の周囲には、感光体を均一に帯電する帯電手段とし
ての帯電ローラ１４２、感光体上の潜像をトナーで現像
する現像装置１４４、感光体上に形成・担持されたトナ
ー像を記録媒体１４９に転写する転写手段としての転写
ローラ１４５、転写後の感光体表面をクリーニングする
クリーニング装置１４７、クリーニング後の感光体表面
を除電する除電装置１４８が配備されている。また、そ
れらの他に、帯電ローラ１４２と現像装置１４４との間
の感光体面で光走査による露光を行い静電潜像を形成す
る光走査装置２と、記録媒体１４９に転写された未定着
トナー像を定着するための定着装置６を備えている。
尚、帯電手段としては、コロナチャージャ、帯電ブラシ
等を用いることができ、転写手段としては、転写チャー
ジャ、転写ベルト等を用いることができる。また、定着
装置１４６には、実施例１または実施例２に記載の加熱
装置が用いられる。

【００５４】画像形成を実行する際は、像担持体である
感光体１４１が図２８の時計回りに回転され、その表面
が帯電ローラ１４２により均一に帯電された後、光走査
装置１４３の露光により感光体１４１の表面に静電潜像
が形成される。この静電潜像は現像装置１４４により反
転現像され、感光体１４１の表面にトナー像が形成され
る。このトナー像は、感光体１４１のトナー像が転写位
置へ移動するのとタイミングを合わせて図示しない給紙
機構により転写部へ送り込まれた記録媒体（例えば、記
録用紙）１４９と重ね合わされて、転写ローラ１４５の
作用により、記録媒体１４９へ静電転写される。トナー
像を転写された記録媒体１４９は、定着装置１４６でト
ナー像を定着された後、装置外部へ排出される。ここ
で、定着装置１４６としては、実施例１または実施例２
で説明した加熱装置を用いているので、温度ムラが殆ど
無い良好な定着を行うことができる。トナー像が転写さ
れた後、感光体１４１の表面はクリーニング装置１４７
によりクリーニングされ、残留トナーや紙粉などが除去
され、さらに除電装置１４８により除電される。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の加
熱装置においては、回転体の長手方向における誘導発熱
体の発熱位置を時間的に変化させる構成としたので、回
転体の長手方向の温度ムラを減少させることができる。
請求項２記載の加熱装置においては、磁束生成手段によ
る磁束の作用によって発熱する誘導発熱体を有する回転
体と、該磁束生成手段を該回転体の長手方向に時間的に
移動させる手段と、前記回転体と相互に圧接される加圧
部材とを有するので、回転体の発熱位置が長手方向に時
間的に移動し、したがって発熱量の高い所と低い所の長
手方向の位置が時間的に変化する。それにより前記回転
体の長手方向の温度ムラを減少させることができる。

【００５６】請求項３記載の加熱装置においては、請求
項２の構成に加えて、回転体の長手方向への磁束生成手
段の往復移動の周期を、回転体の回転の周期と異ならせ
たので、回転体の１回転毎に回転体の長手方向の発熱分
布が異なり、そのため回転体の長手方向の温度ムラを減
少させる効果が高まる。請求項４記載の加熱装置におい
ては、請求項２の構成に加えて、回転体の長手方向への
磁束生成手段の往復移動の周期を、回転体の回転の周期
の正の整数倍でなくしたので、回転体の発熱分布が周期
的に元の分布に戻るということがなくなり、そのため回
転体の長手方向の温度ムラを減少させる効果がさらに高
まる。請求項５記載の加熱装置においては、請求項２の
構成に加えて、回転体の長手方向への磁束生成手段の往
復移動の周期を、回転体の回転の周期よりも短くしたの
で、回転体が１回転する間に、回転体の長手方向の発熱
ムラの位置が１往復以上移動して発熱ムラが平均化さ
れ、そのため回転体の長手方向の温度ムラを減少させる
効果が高まる。

【００５７】請求項６記載の加熱装置においては、回転
体の長手方向における磁束生成部の位置が互いに異なっ
ている複数個の磁束生成部列を並置して、各磁束生成部
列への投入電力の列間比率を時間的に変動させたので、
回転体の長手方向における発熱位置が時間的に変動し、
回転体の発熱ムラが長手方向にならされ、そのため回転
体の長手方向の温度ムラを減少させることができる。請
求項７記載の加熱装置においては、回転体の長手方向に
おける磁束生成部の位置が互いに異なっている複数個の
磁束生成部列を並置して、各磁束生成部列への投入電力
の列間比率を時間的に変動させ、その際に、投入電力の
列間比率の時間変動の周期を、回転体の回転の周期の正
の整数分の１にならないようにしたので、回転体の１回
転毎に回転体の発熱位置が異なり、そのため回転体の長
手方向の温度ムラを減少させる効果が高まる。請求項８
記載の加熱装置においては、回転体の長手方向における
磁束生成部の位置が互いに異なっている複数個の磁束生
成部列を並置して、各磁束生成部列への投入電力の列間
比率を時間的に変動させ、その際に、投入電力の列間比
率の時間変動の周期を回転体の回転の周期の２倍より短
くしたので、回転体が１回転する間に回転体の長手方向
の発熱位置が変化し、そのため回転体の長手方向の温度
ムラを減少させる効果が高まる。

【００５８】請求項９記載の画像形成装置においては、
シート状の記録媒体上にトナー像を形成し担持させる像
形成手段と、前記トナー像を担持した前記記録媒体を加
熱処理する像加熱手段とを有する画像形成装置におい
て、前記像加熱手段として請求項１乃至８のうちのいず
れか一つに記載の構成及び効果を有する加熱装置を備え
ているので、定着能力の高い高品質な画像形成を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る加熱装置の一実施例を示す図であ
り、加熱装置の長手方向に垂直な断面を示す概略断面図
である。

【図２】図１に示す加熱装置において加熱用回転体の長
手方向（回転軸方向）に加熱用回転体に対して磁束生成
手段を相対的に移動させた場合の加熱用回転体表面にお
ける磁束密度の分布を示す図である。

【図３】図１に示す加熱装置において加熱用回転体の長
手方向（回転軸方向）に磁束生成分布の異なる複数個の
磁束生成手段を並設し、磁束生成手段間の磁束生成比率
を時間的に変化させた場合の加熱用回転体表面における
磁束密度の分布を示す図である。

【図４】加熱用回転体の長手方向に磁束生成手段を相対
的に移動させた場合の加熱用回転体表面の温度分布の説
明図である。

【図５】加熱用回転体の長手方向に磁束生成手段を相対
的に移動させた場合の加熱用回転体表面の温度分布の説
明図である。

【図６】加熱用回転体の長手方向に磁束生成手段を相対
的に移動させた場合の加熱用回転体表面の温度分布の説
明図である。

【図７】加熱用回転体の長手方向に磁束生成手段を相対
的に移動させた場合の加熱用回転体表面の温度分布の説
明図である。

【図８】加熱用回転体の長手方向に磁束生成分布の異な
る複数の磁束生成部列を並設し、磁束生成部列間の磁束
生成比率を時間的に変化させた場合の、加熱用回転体の
表面での磁束密度分布の説明図である。

【図９】加熱用回転体の長手方向に磁束生成分布の異な
る複数の磁束生成部列を並設し、磁束生成部列間の磁束
生成比率を時間的に変化させた場合の、加熱用回転体の
表面での磁束密度分布の説明図である。

【図１０】加熱用回転体の長手方向に磁束生成分布の異
なる複数の磁束生成部列を並設し、磁束生成部列間の磁
束生成比率を時間的に変化させた場合の、加熱用回転体
の表面での磁束密度分布の説明図である。

【図１１】加熱用回転体の長手方向に磁束生成分布の異
なる複数の磁束生成部列を並設し、磁束生成部列間の磁
束生成比率を時間的に変化させた場合の、加熱用回転体
の表面での磁束密度分布の説明図である。

【図１２】加熱用回転体の長手方向に磁束生成分布の異
なる複数の磁束生成部列を並設し、磁束生成部列間の磁
束生成比率を時間的に変化させた場合の、加熱用回転体
の表面での磁束密度分布の説明図である。

【図１３】加熱用回転体に強い磁束密度をかけて発熱さ
せる領域の説明図である。

【図１４】加熱用回転体に強い磁束密度をかけて発熱さ
せる領域の説明図である。

【図１５】加熱用回転体に強い磁束密度をかけて発熱さ
せる領域の説明図である。

【図１６】加熱用回転体に強い磁束密度をかけて発熱さ
せる領域の説明図である。

【図１７】加熱用回転体に強い磁束密度をかけて発熱さ
せる領域の説明図である。

【図１８】図１に示す構成の加熱装置に用いられる加熱
用回転体の一例を示す断面図である。

【図１９】図１に示す構成の加熱装置に用いられる加熱
用回転体の一例を示す概略構成図である。

【図２０】磁束生成手段の一例を示す平面図である。

【図２１】図２０に示す磁束生成手段の断面図である。

【図２２】図２０に示す磁束生成手段の別の断面図であ
る。

【図２３】磁束生成手段の加熱用回転体への取り付け部
の構造の一例を示す要部斜視図である。

【図２４】磁束生成手段の加熱用回転体への取り付け部
の構造の一例を示す要部断面図である。

【図２５】本発明に係る加熱装置の別の実施例を示す図
であり、加熱装置の長手方向に垂直な断面を示す概略断
面図である。

【図２６】図２５に示す加熱装置の磁界生成手段を構成
する第1のコイル・アセンブリーの平面図である。

【図２７】図２５に示す加熱装置の磁界生成手段を構成
する第２のコイル・アセンブリーの平面図である。

【図２８】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す
概略構成図である。

【図２９】従来の誘導加熱方式の加熱装置に用いられる
磁束生成コイルの一例を示す平面図である。

【図３０】従来の誘導加熱方式の加熱装置に用いられる
磁束生成コイルの別の一例を示す斜視図である。

【図３１】従来の誘導加熱方式の加熱装置において回転
体の長手方向に複数個のコイルを並べて加熱する構成の
説明図である。

【図３２】回転体の長手方向に複数個のコイルを持つコ
イル列を２つ用意してコイルが互いに千鳥状の位置関係
になるようにして発熱させた場合の発熱分布を示す図で
ある。

【符号の説明】

１：加熱用回転体 １−１：基体層 １−２：断熱層 １−３：誘導発熱体層 １−４：離型層 ２：磁束生成手段 ２Ａ：第1のコイル・アセンブリー（磁束生成手段） ２Ｂ：第２のコイル・アセンブリー（磁束生成手段） ３は加圧用回転体 ４：加熱用回転体の回転方向 ５：温度センサ ６：シート状の被加熱体 １４１：感光体（像担持体） １４２：帯電ローラ １４３：光走査装置 １４４：現像装置 １４５：転写ローラ １４６：定着装置（加熱装置） １４７：クリーニング装置 １４８：除電装置 １４９：記録媒体（被加熱体）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁束生成手段による磁束の作用によって発
   熱する誘導発熱体を有する回転体と、該回転体と相互に
   圧接される加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部
   材との間に被加熱体を通過させて被加熱体を加熱する加
   熱装置において、 前記回転体の長手方向における誘導発熱体の発熱位置を
   時間的に変化させることを特徴とする加熱装置。
2. 【請求項２】磁束生成手段による磁束の作用によって発
   熱する誘導発熱体を有する回転体と、前記磁束生成手段
   を前記回転体の長手方向に時間的に移動させる手段と、
   前記回転体と相互に圧接される加圧部材とを有し、前記
   回転体と前記加圧部材との間に被加熱体を通過させて被
   加熱体を加熱することを特徴とする加熱装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の加熱装置において、 前記回転体の長手方向への磁束生成手段の移動が周期的
   な往復移動であって、その周期が前記回転体の回転の周
   期と異なることを特徴とする加熱装置。
4. 【請求項４】請求項２記載の加熱装置において、 前記回転体の長手方向への磁束生成手段の移動が周期的
   な往復移動であって、その周期が回転体の回転の周期の
   正の整数倍でないことを特徴とする加熱装置。
5. 【請求項５】請求項２記載の加熱装置において、 前記回転体の長手方向への磁束生成手段の移動が周期的
   な往復移動であって、その周期が回転体の回転の周期よ
   りも短いことを特徴とする加熱装置。
6. 【請求項６】磁束生成手段による磁束の作用によって発
   熱する誘導発熱体を有する回転体と、該回転体と相互に
   圧接される加圧部材とを有し、前記回転体と前記加圧部
   材との間に被加熱体を通過させて被加熱体を加熱する加
   熱装置において、 前記磁束生成手段が前記回転体の長手方向に複数個の磁
   束生成部を並べた磁束生成部列を複数列並置した構成で
   あり、前記回転体の長手方向における磁束生成部の位置
   が磁束生成部列間で同一ではなく、各磁束生成部列への
   投入電力の列間比率を時間的に変動させることを特徴と
   する加熱装置。
7. 【請求項７】請求項６記載の加熱装置において、 投入電力の列間比率の時間変動の周期が、前記回転体の
   回転の周期の正の整数分の１でないことを特徴とする加
   熱装置。
8. 【請求項８】請求項６記載の加熱装置において、 投入電力の列間比率の時間変動の周期が、前記回転体の
   回転の周期の２倍より短いことを特徴とする加熱装置。
9. 【請求項９】シート状の記録媒体上にトナー像を形成し
   担持させる像形成手段と、前記トナー像を担持した前記
   記録媒体を加熱処理する像加熱手段とを有する画像形成
   装置において、 前記像加熱手段として請求項１乃至８のうちのいずれか
   一つに記載の加熱装置を備えたことを特徴とする画像形
   成装置。