JP2005215696A - 定着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着立ち上げ時間の短縮化と、均一な加熱と、定着ニップ部における温度ムラの抑制と、省電力化を得るとともに、複写スピードの速いマシンにも対応する定着装置を提供する。
【解決手段】導電材料からなり、回転駆動される加熱ローラ３と、この加熱ローラに対して加圧状態で転接されこれら転接部間に現像剤像が形成された被定着材を介在して通過させる加圧ローラ４と、加熱ローラ内に配置され転接部を集中して加熱する誘導加熱装置２とを具備し、定着立ち上げ時あるいはレディ時の少なくともいずれか一方で加熱ローラが回転駆動され、かつ加熱ローラが定着可能温度に上昇する間、加圧ローラを加熱ローラから離反させる離反機構１５を備えた。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、画像形成装置に用いられ、被定着材に形成される現像剤像を定着して定着像を得る定着装置に関する。

従来、画像形成装置を構成する定着装置は、加熱ローラと加圧とを備えたタイプのものがある。上記加熱ローラは、粉体現像剤からなる現像剤像を担持した用紙である被定着材を加熱する。上記加圧ローラは、この加熱ローラに被定着材を介して転接し、被定着材を加圧しつつ搬送する。これら加熱ローラと加圧ローラとの転接部（ニップ部と呼ばれる）である定着ポイントを被定着材が通過することで、この被定着材上の現像剤が融着圧着されて定着するようになっている。

従来、このような定着装置では、加熱源としてハロゲンランプ等が用いられ、これを金属ローラの内側に設置して加熱ローラを構成している。このほか、フラッシュランプを備え、このランプを点灯し被定着材に対して非接触で加熱するものもある。しかるに、加熱源としてのランプは、一旦、電気エネルギを光と熱に変換して輻射作用で金属ローラに伝えているため効率が悪く、熱効率が約７０％という限界値がある。
また、現状では定着立ち上げに多くの時間を必要とするので、短縮化を図る要望が大である。そのため、加熱源としてのランプを１本から２本に増やすという考えがあるが、装置が大型化するばかりでなく、消費電力のアップとなる。

そこで、立ち上がり時間を短縮するため、誘導加熱を用いて定着する技術が開示されている。たとえば、［特許文献１］には、磁場発生手段によって導電フィルムを加熱し、ここに密着させた記録媒体を定着する装置が開示されている。また、［特許文献２］には、円筒状のセラミックスの外周に薄厚金属層を持つローラを備え、ローラの薄厚金属層に導電コイルを用いて誘導電流を流して加熱する技術が開示されている。
特開平 ８−７６６２０号公報 特開昭５９−３３４７６号公報

しかしながら、これら技術では立ち上げ時間を短縮できるが、蓄熱の要素がないため低速機にしか利用できない欠点がある。また、フィルム駆動を行うため、蛇行制御など複雑な制御をなす必要があり、コストアップしてしまう。このような誘導加熱方式の定着装置の場合は、効率よく渦電流を発生させて加熱する部材として、強磁性材料を用いることが好ましいところから、一般的に鉄材が用いられる。鉄材は、アルミニウム材や銅材などに比べて熱伝導率が低いため、熱の履歴が残りやすく、加熱手段の発熱特性が直接現れ易い。したがって、薄肉の鉄製ローラを用いると、上記加熱手段の位置精度あるいは発熱特性などの条件によって、温度ムラを生じてしまう。

また、加熱ローラの中央部と端部とで発生する磁束形状は若干異なる。そのために温度差が生じたり、ローラ端部の熱の逃げがローラ中央部よりも大きく、それによってローラに温度差が発生する場合もある。さらに、定着ニップ幅に対して小さい被定着材が通紙された場合には、通紙部分と非通紙部分との間で温度差が生じてしまい、これが温度履歴として残ったまま定着ムラが生じてしまうという問題も発生していた。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、立ち上げ時間の短縮化と、誘導加熱によって発生する熱がローラに均一に供給され、定着ニップ部において温度ムラが発生せず、省電力化と、複写スピードの速いマシンでも定着可能な定着装置を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため本発明は、回転駆動される第１転接部材と、第２の転接部材および誘導加熱手段を備えた定着装置において、定着立ち上げ時あるいはレディ時の少なくともいずれか一方で、かつ第１の転接部材が定着可能温度に上昇する間第２の転接部材を第１の転接部材から離反させる離反手段を備えた。

さらに本発明は、回転駆動される第１転接部材と、第２の転接部材および誘導加熱手段を備えた定着装置において、定着立ち上げ時に、第１の転接部材が定着可能温度より低い所定温度に上昇するまでの間、第２の転接部材を第１の転接部材から離反させ、所定温度に到達したあとは第２の転接部材の離反を解除して第１の転接部材に転接させる離反手段を備えた。

さらに本発明は、回転駆動される第１転接部材と、第２の転接部材および誘導加熱手段を備えた定着装置において、スタートボタンをＯＮしてコピー動作を開始したあとは、第２の転接部材を第１の転接部材から離反させ、被定着材が転接部に進入する直前に、第２の転接部材の離反を解除して第１の転接部材に転接させる離反手段を備えた。

さらに本発明は、回転駆動される第１転接部材と、第２の転接部材および誘導加熱手段を備えた定着装置において、通常、第２の転接部材を第１の転接部材から離反させ、被定着材が転接部に進入する直前に第２の転接部材の離反を解除して第１の転接部材に転接させる離反手段を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、定着立ち上げ時間の短縮化と、誘導加熱によって発生する熱が加熱ローラに均一に供給され、定着ニップ部において温度ムラが発生せず、省電力化を得られるとともに、複写スピードの速いマシンでも定着可能となるなどの効果を奏する。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１は、定着装置の概略構成を示す。装置本体１内に、内部に誘導加熱装置２が収容された第１の転接部材である加熱ローラ（φ３０ｍｍ）３が配置される。この加熱ローラ３は図示しない駆動機構に連結されていて、図の矢印方向に回転駆動される。
上記加熱ローラ３に対して、図示しない加圧機構によって押圧付勢される加圧ローラ（φ３０ｍｍ）４が、加圧状態で一定のニップ（接触）幅を持つように転接している。したがって、加圧ローラ４は加熱ローラ３に従動して図の矢印方向に回転する。上記加熱ローラ３の材質は鉄であり、肉厚０．６ｍｍとしている。このローラ３の表面には、（登録商標）等の離型層が被覆される。上記加圧ローラ４は、芯金の周囲にシリコンゴム、フッ素ゴム等を被覆して構成される。

加熱ローラ３と加圧ローラ４とのニップ部である定着ポイントを用紙である被定着材Ｐが通過することで、被定着材上の現像剤を融着圧着して定着するようになっている。加熱ローラ３の周面上には、加熱ローラ３と加圧ローラ４との転接部よりも回転方向下流側に、被定着材Ｐを加熱ローラ３から剥離する剥離爪５と、加熱ローラ３上にオフセットされたトナーや紙屑等のごみを除去するクリーニング部材６と、オフセット防止用離型剤を塗布する離型剤塗布装置７、および加熱ローラ２の温度検出をなすサーミスタ８が設けられている。

図２に、上記誘導加熱装置２を拡大して示す。
この誘導加熱装置２は、高透磁率材料であるフェライト材からなり、断面がＥ字状に形成され開放端が下方に向くコア１０と、線径０．５ｍｍの銅線材を用いてリッツ線として構成され、コア２の長手方向に沿って複数回巻回されるコイル１１とを備えている。
なお説明すれば、上記コア１０の長手方向は上記加熱ローラ３の軸方向全長にほぼ亘って対向している。再び図１に示すように、この開放端が下方に向くことにより、ここでは中央突起部１０ａおよび両側突起部１０ｂとの３か所の対向部を有する。加熱原理は、図示しない高周波回路からコイル１１に高周波電流が印加され、それによりコア１０に磁束が発生する。コア１０の形状から、加熱ローラ３と加圧ローラ４との転接部である定着ニップ付近に磁束が集中して、加熱ローラ３に磁束と渦電流を発生させる。

この渦電流と加熱ローラ３自体の抵抗によって、加熱ローラ３にいわゆるジュール熱が発生する。すなわち、加熱ローラ３と加圧ローラ４相互の転接部であるニップ部分だけが局部的に加熱される。上記コイル１１には、高周波回路から周波数２０ｋＨｚ、出力９００Ｗの高周波電流が供給される。その結果、加熱ローラ３の表面温度は１８０℃になる。そして、この表面温度をサーミスタ８によって検知し、フィードバック制御によって加熱ローラ３の温度制御を行っている。

つぎに、図３にもとづいて、定着装置の誘導加熱装置に関わる第１の実施の形態を説明する。なお、同図で誘導加熱装置２Ａは説明の便宜上、使用時の状態と上下反転して示している。そして、上記コイル１１は、コア１０の中央突起部１０ａに沿って巻回されている。
また、コア１０Ａを構成する中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとのそれぞれ長手方向の両端部が傾斜するテーパ部ａとなっている。これらのテーパ部ａは、端縁側の高さがテーパ部ａ，ａの相互間部分ｂに比べて高くなっている。したがって、上記加熱ローラ３と、コア１０Ａの中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとの対向面との距離が、テーパ部ａ側の距離より、テーパ部相互間部分である中央部ｂの距離が遠くなっている。

図４に、このようにして構成される上記コア１０Ａを備えることによって発生する磁束の線図を示す。すなわち、コア開口面の中央突起部１０ａと、両側突起部１０ｂ，１０ｂとの間でコイル１１を横切っている。
図５に示すように、磁束の発生形状によって加熱ローラ３には、渦電流Ｓが流れる。この渦電流Ｓは閉ループを描いて流れており、加熱ローラ３の中央部で流れる渦電流Ｓはローラの軸方向に沿うよう直状であるのに対して、両端部では渦電流が回り込んだ状態で流れる。この結果、加熱ローラ３に発生する熱量が、ローラ中央部と両端部とで変化しており、両端部の方が中央部よりも発生熱量が少なくなる。しかも、両端部の方が中央部と比較して外部へ逃げる熱量が多いため、両端部の温度が中央部よりも低くなる。

そこで、上記実施の形態ではコア１０Ａの両端部にテーパ部ａを形成して、加熱ローラ３とコア１０Ａ対向面との距離を端部に行くほど接近させる。したがって、加熱ローラ３を横切る磁束は中央部よりも両端部の方が多くなり、発生する熱量を増加せしめる。このようにして、加熱ローラ３における部分的な渦電流の流れ方の違いと、外部への熱の逃げを補う熱量を供給することが可能となり、加熱ローラ３の表面温度が一定になる。
図６にもとづいて、第２の実施の形態を説明する。なお、定着装置の全体構成は、先に図１で示したものと同様なので、ここでは同図を適用して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｂを構成するコア１０Ｂは、その断面形状がこれまで説明したものと同様、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとを有している。ここでは、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂのそれぞれ先端部は、長手方向の両端に段差部ｃ，ｃが形成される。

したがって、上記加熱ローラ３と、コア１０Ａの中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとの対向面との距離が、段差部ｃ側の距離より、段差部相互間部分である中央部ｂの距離が遠くなっている。これらの段差部ｃの存在により、加熱ローラ３における部分的な渦電流の流れ方の違いと、外部への熱の逃げを補う熱量を供給することが可能となり、加熱ローラ３の表面温度が一定になる。

図７にもとづいて、第３の実施の形態を説明する。なお、定着装置の全体構成は、先に図１で示したものと同様なので、ここでは同図を適用して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｃを構成するコア１０Ｃは、その断面形状がこれまで説明したものと同様、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとを有している。ここでは、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂのそれぞれ先端部は、長手方向の両端部相互間に段差部ｄが形成され、両端部ｅ，ｅよりも突出形成される。上記段差部ｄの幅寸法は、印字画像領域の中心位置を対称として、たとえばＡ４縦サイズのところまで形成される。この場合は、Ａ４縦サイズの被定着材が連続で通紙された場合の、通紙部と非通紙部との間の温度差を軽減できる。

なお説明すれば、段差部ｃが突出しているので、ここと対向する加熱ローラ部位が集中して加熱される。Ａ４縦サイズの被定着材が連続して通紙された場合は段差部ｄによって集中して加熱される部位に被定着材が導かれ、被定着材に対する効果的な加熱定着がなされる。また、被定着材の通紙がない場合にも，段差部ｄと対向する加熱ローラ３部位が集中して加熱され温度上昇する。この温度が所定温度（いわゆるキューリ点）を越えると、磁性材特有の減少としてコア１０ｃに流れる磁束が少なくなり、コイル１１に生じる渦電流が減少する。

したがって、加熱ローラ３の段差部ｄと対向する部位の温度は自動的に低下することとなり、両端部ｅとの温度差が小さくなって、コア１０Ｃの長手方向に亘って均一化する。この現象は、被定着材の通紙がない場合のみならず、Ａ４縦サイズよりも小さい被定着材が通紙してきた状態でも同様であり、また、このサイズよりも大きな被定着材が通紙してきた場合も同様である。

図８にもとづいて、第４の実施の形態を説明する。なお、定着装置の全体構成は、先に図１で示したものと同様なので、ここでは同図を適用して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｄを構成するコア１０Ｄは、その断面形状がこれまで説明したものと同様、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとを有している。ここでは、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂのそれぞれ先端部は、長手方向の所定部位に複数の段差部ｄa ，ｄb が形成され、両端部および段差部相互間ｅ，ｅよりも突出形成される。各段差部ｄa ，ｄb の幅寸法は、所定サイズの被定着材と同一に形成され、よって、そのサイズの被定着材が連続で通紙された場合の、通紙部と非通紙部との間の温度差を軽減して確実な定着をなす。

図９にもとづいて、第５の実施の形態を説明する。なお、定着装置の全体構成は、先に図１で示したものと同様なので、ここでは同図を適用して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｅを構成するコア１０Ｅは、その断面形状がこれまで説明したものと同様、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとを有している。そして、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂのそれぞれ先端部は、長手方向の両端部が傾斜するテーパ部ａ，ａとなっていて、これらのテーパ部ａ相互間には段差部ｄが突出形成される。
この段差部ｄの幅寸法は、印字画像領域の中心位置を対称として、たとえばＡ４縦サイズと同一である。したがって、Ａ４縦サイズの被定着材が連続で通紙された場合の、通紙部と非通紙部との間の温度差を軽減できる。また、両端部にテーパ部ａを設けたので、加熱ローラ３の初期時の温度均一性を得るとともに、特に小さいサイズの被定着材が通紙した場合の加熱ローラの温度ムラを緩和するなど、双方の効果を得ることができる。

なお、先に説明した図８においては、以下に述べるような特徴もある。
各段差部ｄa ，ｄb に上記コイル１１の一部が所定巻き数だけ巻回される。したがって、コイル１１から発生する磁束によって、加熱ローラ３上に生じる渦電流が段差部ｄa ，ｄb と対向する加熱ローラ３部分に多く流れる。これにより任意の部位における渦電流量を増加することができる。
すなわち、加熱ローラ３形状やコア１０形状などの問題で、加熱ローラ３に部分的に温度ムラが発生し、さらにその温度ムラに再現性がある場合には、その部分に対向して段差部ｄa ，ｄb を設けて所定量のコイル１１を巻回し、加熱ローラ３表面温度を均一化するよう対応できる。この場合は、実際に加熱ローラ３の温度分布を測定したあとに、適応する部位に段差部ｄa ，ｄb を設けて温度の均一化をなす。段差部ｄa ，ｄb は、接着により容易に形成できる。当然、段差部ｄa ，ｄb に巻回するコイル１１ａの巻き数は、温度分布を均一化する最適な巻き数とする。

また、先に図６，図７および図９で示した各段差部にコイル１１の一部を巻回するようにしても、少しの支障もないことは勿論である。なお、上記各実施の形態ではＡ４縦サイズの被定着材に対応するよう説明したが、これに限定されるものではなく、レターサイズやＢ４サイズほかのサイズの被定着材に対応する構成でもよいことは言うまでもない。
図１０にもとづいて、第６の実施の形態を説明する。なお、定着装置の全体構成は、先に図１で示したものと同様なので、ここでは同図を適用して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｆを構成するコア１０Ｆは、その断面形状がこれまで説明したものと同様、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとを有している。中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂの各先端部において、長手方向に所定間隔を存して一対の凹溝部１２，１２が形成される。上記中央突起部１０ａの長手方向に沿って先に説明したコイル１１が巻回される一方、上記凹溝部１２，１２間に位置する中央突起部１０ａ先端に補助コイル１１ａが所定巻き数だけ巻回されている。

補助コイル１１ａが巻回される中央突起部１０ａ先端である凹溝部１２，１２相互間寸法は、印字画像領域中心を対称として、たとえばＡ４縦サイズの被定着材が通過する位置（領域幅２１０ｍｍ）に形成される。上記コイル１１は主高周波回路１３Ａに電気的に接続され、補助コイル１１ａは補助高周波回路１３Ｂに接続されており、互いのコイル１１，１１ａはそれぞれ独立して駆動されるようになっている。
たとえば、主高周波回路１３Ａはコイル１１に周波数２０ｋＨｚで、出力８００Ｗの電力量を供給し、補助高周波回路１３Ｂは補助コイル１１ａに周波数２０ｋＨｚで、出力１００Ｗの電力量を供給する。各高周波回路１３Ａは図示しない制御手段の制御信号を受けて、定着されるべき像を備えた被定着材のサイズに応じて選択的に制御され、誘導加熱装置２Ｆに渦電流を発生させるようになっている。

たとえば図１１に示すように、被定着材のサイズがＡ４横、もしくはＡ３縦の場合は、加熱ローラ３の軸方向全体が被定着材と転接して定着を行うため、加熱ローラ３全体を加熱する必要がある。この場合は、上記制御手段の制御により、主高周波回路１３Ａから高周波電流がコイル１１に印加される。したがって、加熱ローラ３全体が加熱されることになり、被定着材に対する定着作用が少しの不具合もなくなされる。
一方、被定着材サイズがＡ４縦の場合は、加熱ローラ３の通紙領域のみから熱が奪われるようになるので、主高周波回路１３Ａからコイル１１へ高周波電流を印加するとともに、補助高周波回路１３Ｂから補助コイル１１ａへ高周波電流を印加して、加熱ローラ３の通紙領域を加熱する。このような制御によって、加熱ローラ３の表面温度の均一性を維持し、良好な定着性を維持することができるし、加熱ローラ３の薄肉化が可能となる。

図１２にもとづいて、第７の実施の形態を説明する。先に図１で説明したように、誘導加熱装置２はコア１０とコイル１１とを備えて加熱ローラ３のニップ部のみを局部的に加熱するため、定着立ち上げ（ウォームアップ）時およびレディ（待機）時には、加熱ローラ３を回転させて表面温度を均一に保持する必要がある。
ただし、加熱ローラ３に加圧ローラ４を転接させた状態のまま加熱ローラ３を加熱しても、加圧ローラ４側に熱が逃げてしまう。そこで、定着立ち上げ（ウォームアップ）時およびレディ（待機）時に、加熱ローラ３から加圧ローラ４側に熱が逃げるのを防止し、加熱ローラ３の表面温度を設定温度に早急に上昇させるため、同図に示すような加熱ローラ３と加圧ローラ４を離反させる離反機構１５を備える。

図１２（Ａ）は、離反機構１５が解除され、加熱ローラ３に対して加圧ローラ４が離反していない（転接）状態を示す。同図（Ｂ）は、離反機構１５が作用して、加熱ローラ３に対して加圧ローラ４が離反している状態を示している。同図（Ａ）の、離反機構１５が作用していない状態では、加圧ローラ４は加圧機構１６によって加熱ローラ３に対して圧接されていて、一定のニップ幅を持つように保持される。
上記離反機構１５は、一端部が枢支ピン１７を介して図示しない装置本体に回動自在に枢支されるリンク機構１８と、このリンク機構の自由端側に設けられる長孔に挿入されるピン１９と、このピン１９が突設される作動杆２０ａを備えたソレノイド２０とから構成される。上記リンク機構１８の中途部は、上記加圧ローラ４の支軸４ａ上面部に当接している。この支軸４ａの下面部には上記加圧機構１６が当接して、支軸４ａとともに加圧ローラ４を押し上げているところから、リンク機構１８は加圧機構１６の弾性力に抗して支軸４ａの位置を設定することになる。

したがって、同図（Ａ）では、ソレノイド２０に励磁されておらず保持力が解除され、リンク機構１８は自由状態となっている。加圧ローラ４は加圧機構１６の加圧力をそのまま受けて、加熱ローラ３に転接する。同図（Ｂ）では、ソレノイド２０に通電して励磁させ、作動杆２０ａを引き込んでリンク機構１８の自由端を強制的に下部側に回動変位させる。ソレノイド２０の付勢力が加圧機構１６の弾性力に打ち勝って、加圧ローラ４は加熱ローラ３から離反する。このあと、加熱ローラ３を回転するとともに加熱することにより、加熱ローラ３の表面を均一に加熱することができる。このとき加圧ローラ４側に熱が逃げないので、定着立ち上げ時間を短縮することができる。

図１３に、定着立ち上げ時（ウォームアップ時）のフローチャートを示す。
ステップＳ１のウォームアップ時スタートからステップＳ２において、先に図１で説明したサーミスタ８が加熱ローラ３の表面温度を検出し、図示しない制御回路にその検出温度信号を送る。加熱ローラ３の表面温度が１８０°Ｃ以下の場合はステップＳ３に移って、先に図１２（Ｂ）で説明したように、離反機構１５を構成するソレノイド２０を励磁してリンク機構１８を回動保持し、よって加圧ローラ４を加熱ローラ３から離反状態となす。
つぎに、ステップＳ４に移って加熱ローラ３を所定の速度で回転駆動し、ステップＳ５に移って誘導加熱作用をスタートさせ、加熱ローラ３を加熱する。ここから先のステップＳ２に移って、上述のステップを繰り返すので、加熱ローラ３は表面が均一な状態で加熱される。また、ステップ２で加熱ローラ３が１８０°Ｃ以上に加熱されたことを制御回路が確認したら、ステップ６に移って誘導加熱作用が停止される。そして、ステップ７に移ってレディ状態となる。

つぎに、図１４において、レディ時のフローチャートについて説明する。
ステップＴ１でレディスタートからステップＴ２に移り、コピー動作ＯＮか否かが判断される。コピー動作がＯＦＦであれば、ステップＴ３に移って加熱ローラ３が１８０°Ｃ以上を保持しているか否かが検出される。加熱ローラ３が同温度以下に低下していたら、ステップＴ４に移って誘導加熱装置２をＯＮし、加熱ローラ３を加熱する。そして、再びステップＴ２に戻って上述のフローを繰り返す。

一方、ステップＴ２において、コピー動作がＯＮ状態になったことを確認したらステップＴ５に移り、上記離反機構１５をＯＦＦにする。加圧ローラ４に対する付勢力が解除され、加熱ローラ３に転接する。したがって、ステップＴ６のコピー動作が開始される。また、ステップＴ３において加熱ローラ３が１８０°Ｃ以上あることを確認したら、ステップＴ７に移って誘導加熱作用をＯＦＦし、さらにステップＴ２に戻って上述のフローを繰り返すこととなる。

図１５にもとづいて、第８の実施の形態を説明する。なお、定着装置の全体構成は、先に図１で示したものと同様なので、ここでは同部品に同番号を付して新たな説明は省略する。
ここでは、加熱ローラ３Ａとして、先の加熱ローラよりも肉厚を増やし、たとえば２ｍｍに設定する。すると、複写スピードの速い装置にも充分対応できるようになる。すなわち、単純に加熱ローラ３の肉厚を増やすと、当然、熱容量が増える。加熱ローラ３に蓄熱される熱量が図１の加熱ローラに比べて大きくなり、複写スピードが増しても定着可能な熱量を供給できる。

ただし、さらに複写スピードを上げて使用すると、加熱ローラ３からの熱量の供給だけでは不足するようになる。そこで、ウォームアップ中に加熱ローラ３から加圧ローラ４へ熱を与えておき、実際の定着作用では加圧ローラ４側からも被定着材Ｐに熱を与えて定着可能温度とすることで解決できる。
このウォームアップ時間を短縮するためには、上記肉厚の厚い加熱ローラ３Ａと先に説明した離反機構１５とを併用する。すなわち、所定温度に上昇するまでは離反機構１５によって加圧ローラ４を加熱ローラ３Ａから離反させ、加熱ローラ３Ａだけを回転させるウォームアップをなす。そして、所定温度に到達した時点で離反機構１５を解除し、加圧ローラ４を加熱ローラ３Ａに転接させて回転駆動する。この状態は、定着可能温度に上昇するまで継続される。

なお、加圧ローラ４を加熱ローラ３Ａから離反させたときの加熱ローラ３Ａの表面温度の設定は、装置のスペックによって変更される。複写スピードが速くなるほど、加圧ローラ４の離反時間を短縮する必要がある。たとえば、３５枚／分の複写スピードの装置に適用するとよい。具体的な制御として、加熱ローラ３Ａの表面温度が１５０℃になるまで、離反機構１５によって加圧ローラ４を加熱ローラ３Ａから離反させ、１５０℃に上昇した時点で離反機構１５を解除してローラ４，３Ａ相互を転接状態に戻す。
最終的に、加熱ローラ３Ａの表面温度が１８０℃になった時点でウォームアップが終了する。このような制御を行うことで、最初から加熱ローラ３Ａと加圧ローラ４相互を接触させた状態で加熱する場合よりも、３０％以上のウォームアップ時間の短縮化を得る。

図１６にもとづいて、第９の実施の形態を説明する。なお、定着装置の全体構成は、先に図１で示したものと同様なので、同部品に同番号を付して新たな説明は省略する。
ここでは、加熱ローラ３Ｂとして、先の加熱ローラよりも肉厚の薄い、たとえば０．４ｍｍのローラを用いることとする。このような加熱ローラ３Ｂを用いた定着装置においてウォームアップ時の制御として、コピー動作開始（スタートボタンをＯＮ）したあと、離反機構１５を作用させて加熱ローラ３Ｂに対して加圧ローラ４を離反する。
そして、加熱ローラ３Ｂを回転駆動するとともに、誘導加熱装置２を作用させて高周波電流を印加し、加熱ローラ３Ｂを加熱する。この状態を継続し、被定着材が加熱ローラ３Ｂと加圧ローラ４との転接部に進入する直前に離反機構１５を解除する。すなわち、加熱ローラ３Ｂを薄肉化することによって、コピー動作を開始（スタートボタンを押す）した直後に定着動作をなしても、被定着材が定着装置に進入してくる時間内で加熱ローラ３Ｂの表面温度を定着可能温度まで到達させることができる。

また、図１６においては、以下に述べるような特徴もある。すなわち、立ち上げ時は勿論のことレディ時においても、通常は、離反機構１５を作用して加熱ローラ３Ｂから加圧ローラ４を離反させる一方、加熱ローラ３Ｂの回転を継続するとともに誘導加熱装置２によってこのローラを加熱する。そして、被定着材が定着装置に進入することを検知したら、ただちに離反機構１５を解除する制御をなす。したがって、加圧ローラ４に熱が逃げることがなくニップ部分を集中的に加熱でき、熱効率の向上を得る。

つぎに、図１７と図１８にもとづいて、第１０の実施の形態を説明する。
この実施の形態では、定着装置の電気制御手段に特徴がある。図１７は制御手段のブロック図であり、順変換部２１、逆変換部２２、駆動回路部２３、周波数制御部２４および出力制御部２５から構成される。
上記逆変換部２１はインバータ方式を採用している。この方式は直流電圧から交流電圧を得るものであり、受電した５０／６０Ｈｚの商用交流電圧を順変換部２２で直流電圧に変換し、逆変換部２２によって高周波電流に再変換する。逆変換をする高周波の周波数は周波数制御部２４で決められ、駆動回路部２３によって逆変換部２２に備えられるスイッチング素子のゲートにパルスを供給する。
高周波電流は上記誘導加熱装置２を構成するコイル１１に印加され、ここで高周波の磁界を作る。この高周波磁界の中に導電材料である加熱ローラ３の一部を介在させることで、渦電流が発生し加熱ローラ３が加熱されることとなる。

図１８に、このような定着装置における、定着ウォームアップ時と、定着稼働時の加熱制御システムに関するブロック図を示す。すなわち、マシンの電源を入れた時点でウォームアップ（定着立ち上げ）が開始される。このウォームアップ時は、ウォームアップ時間を短縮するために制御手段によって１１００Ｗの電力量を投入する。
高周波回路から高周波電流が誘導加熱装置２のコイル１１に印加され、加熱ローラ３を局部的に加熱する。このとき熱量として１１００Ｗが発生するように制御している。ウォームアップ時においては、定着装置以外で用いられる電力量が複写動作時よりも少ないため、定格電力１５００Ｗ中、１１００Ｗの電力量を定着装置で用いても、マシン全体として定格電力内に収まる。

このように、投入できる最大限の電力量をコイル１１に与えて加熱ローラ３を加熱するので、ウォーミングアップ時間を大幅に短縮できる。加熱ローラ３の表面温度が定着可能温度になるまで、１１００Ｗの電力量供給を保持する。このウォームアップ時は、先に示したように、離反機構１５が作用して加圧ローラ４が加熱ローラ３から離反した状態で回転させることは変わりがない。
そして、複写動作時は、定着装置以外で使用する電力量（たとえば、露光、駆動、現像、転写などの作用）がウォームアップ時に比べて多くなるので、定着装置で使える電力量として８００Ｗを定着装置に投入するように制御する。すなわち、定着可能な最小限の電力量を定着装置に与える制御を行うことにより、ウォームアップ時間を短縮でき、熱効率の向上に寄与する。しかもコストアップもなく、小型化が可能となる。

図１９にもとづいて、第１１の実施の形態を説明する。制御手段についての基本的な考え方は、先に説明した第１０の実施の形態と共通しているが、一部の相違点についてのみ以下に述べる。
ウォームアップ時に投入する電力量の最大値を１１００Ｗ上限として、電力量をリニアに変化させた制御を行う。同様に、定着動作時にも投入する電力量の最大値を８００Ｗ上限として、電力量をリニアに変化させた制御を行う。たとえば、加熱ローラ３の肉厚を薄くしていくと、この表面温度のリップルが大きくなる傾向があるが、上記制御をなすことによりウォームアップ時間の短縮化を得るとともに、表面温度のリップルを減少させることができる。
図１９に、その制御回路を示す。商用交流電源から商用交流電源が供給されると、電力調整器３０においてサイリスタのゲート電流の点孤制御角をＣＰＵ３１で変化させることにより、出力電圧を制御する。すなわち、サーミスタの抵抗値変化（温度変化）に応じてサイリスタのゲートに制御パルスが与えられることによって、サイリスタが通電して平滑回路を通して直流出力が発生する。このように電力調整されたあと、整流回路３２において交流が直流に変換される。電力量最大値は、ウォームアップ時、定着動作時で切り替えて制御を行う。この制御方法によってウォームアップ時間を短縮した状態で、加熱ローラ３の熱容量が小さくても、加熱ローラがオーバシュートせず、リップルを減らすことができる。

図２０および図１９にもとづいて、第１２の実施の形態について説明する。図２０は、定着装置を表し、先に図１で説明した構成部品と同一の部品については同番号を付して新たな説明は省略する。
ここでは、被定着材Ｐが加熱ローラ３と加圧ローラ４とのニップ部に導かれる以前の位置に、この侵入を検知する検出手段であるフォトカプラ３３が配置されることが特徴である。このフォトカプラ３３は、発光素子３３ａと受光素子３３ｂとから構成され、被定着材Ｐの搬送を検知するとともに、被定着材に対する光の透過量から、その被定着材の種類を識別するようになっている。
一般に、定着装置に導かれる被定着材として、普通紙、ＯＨＰ用紙、厚紙、ほかの種類があって、その被定着材の素材と特性により必要な熱エネルギが相違する。この被定着材Ｐの種類に対応した熱エネルギを投入することで、無駄を防いで熱効率を上げられるとともに、被定着材Ｐの種類に関わらず良好な定着性が維持できる。

実際の制御を、先の図１９の制御回路から説明する。上記フォトカプラ３３が被定着材の種類を認識して、ＣＰＵ３１にその検出信号を送る。このＣＰＵ３１は、ＲＡＭ３４に予め記憶された被定着材Ｐの種類に対応する熱量データから、フォトカプラ３３が認識した被定着材Ｐの熱量データを特定して呼び出す。ＣＰＵ３１は呼び出した熱量データにもとづいて電力量の最大値を決定し、発振回路３５を介しインバータ回路３６を構成するスイッチング素子３７に与えるバルス数を制御する。このスイッチング素子３７は、与えられたパルス数の時間だけ電流をコイル１１に供給する。したがって、導電性材料からなる加熱ローラ３に渦電流が生じて発熱する。

図２１にもとづいて、第１３の実施の形態を説明する。
定着装置本体を構成するフレーム４０に、軸受具４１を介して加熱ローラ３が回転自在に枢支される。この加熱ローラ３には、加圧機構１６によって弾性的に支持される加圧ローラ４が転接状態にあり、加熱ローラ３の回転にともなって従動回転するようになっている。また、上記加熱ローラ３の一側端部はフレーム４０より外側へ突出し、この突出外周部に従動ギヤ４２が嵌着される。この従動ギヤ４２は、ここでは図示しない駆動モータに連結される駆動ギヤと噛合状態にある。
また、加熱ローラ３内部には誘導加熱装置２を構成するフェライト材のコア１０が収容される。このコア１０には図示しないコイルが巻回されることは言うまでもない。上記コア１０は、その両側端部をコア支持手段である一対の支持部材４３，４３によって支持されていて、先端部は加熱ローラ３の内周壁と所定の間隙を存して配置され、接触していないことは勿論である。

上記支持部材４３は、上記フレーム４０の外面に固定具４４を介して取付けられる鍔部４３ａと、コア１０の端面を支持し両側面から挟み込む支持部４３ｂとを備えている。このような発熱部分を加熱ローラ３と被定着材との接触部分に集中させる方式の定着装置では、コア１０から発生する磁束を効果的に加熱ローラ３に作用させなければならない。
コア１０の加熱ローラ３対向部分から発生した磁束が、加熱ローラ３に作用せずに収まことがないよう、コア１０と加熱ローラ３間のギャップの管理およびコア１０の取付け角度の設定は大変重要な課題となる。また、誘導加熱装置２として、重量の重いフェライト材のコア１０にコイル１１を巻回する構成は、従来のハロゲンランプヒータと比較すると重量および断面積が大になるため、加熱ローラ３とは別にコア１１を支持する必要がある。

ただし、コア支持手段として剛性が高く安価な、たとえば鉄材を用いると誘導加熱装置２から発生する磁束の分布を乱すとともに、支持手段自らが発熱してエネルギの損失を招いてしまう。そこで、同図に示すようなコア１０を支持する支持部材４３を備える。この支持部材４３の素材は、コア１０を構成するフェライト材よりも透磁率が低い材料を用いる。
上記支持部材４３として、たとえばアルミニウム材を用いることにより、コア１０を支持するのに必要な剛性を保持したうえで、支持部材自らの発熱を抑制して誘導加熱装置２から発生する磁束の分布を乱すことがない。換言すれば、コア１０を支持する支持部材４３は、コア１０を構成するフェライト材よりも透磁率が低いアルミニウム材を用いることにより、ニップ部分のみを集中して加熱することができ、クイックな定着立ち上がりが可能となる。

図２１は、同実施の形態の変形例も兼用する。すなわち、定着装置の構成は支持部材４３も含めて、同図で説明したものと同一でよい。ただし、支持部材４３の素材として合成樹脂材、たとえばポリイミド樹脂材を用いることとする。上記コイル１０には、通常、１０Ａ程度の大きな電流が流れており、安全上、絶縁対策を施す必要がある。さらに、加熱ローラ３の発熱による輻射熱で誘導加熱装置２を構成するコア１０とコイル１１自体が加熱され、支持部材４３に伝熱する。
支持部材４３として、この熱に耐える必要があり、それにはコア１０を構成するフェライト材よりも透磁率が低く、電気絶縁性があって、かつ耐熱性を有する素材を用いなければならない。その点、支持部材４３の素材として、先に説明した合成樹脂材、たとえばポリイミド樹脂材を用いれば、渦電流の発生がなく、電気的な絶縁が確実になされ、しかも発熱を防止するので、最適である。

図２２にもとづいて、第１４の実施の形態を説明する。定着装置としての基本的な構成は先に図１で説明したものと同一であるので、ここでは同部品については同番号を付して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｇとして、コア１０Ｇはニップ部を対象として加熱する加熱分布Ｋａを形成するばかりでなく、加熱ローラ３の回転方向の上流部をも対象とする加熱分布Ｋｂを形成する。したがって、被定着材は加熱ローラ３と加圧ローラ４との転接部間である加熱分布Ｋａで加熱される以前に、加熱分布Ｋｂで予備加熱されることとなり、見かけ上、定着時間を増加することと同様の効果を有する。換言すれば、定着温度を５〜１０°Ｃ下げることが可能となり、高温オフセット等に有効である。

図２３は、同実施の形態の変形例を示す。駆動ローラ４５と従動ローラ４６との間に肉厚の薄い導電性ベルト３Ｃを掛け渡し、かつこの導電性ベルト３Ｃに近接した位置に誘導加熱装置２Ｌを配置してもよい。加圧ローラ４は導電性ベルト３Ｃの一部に転接するよう配置される。
すなわち、上記効果は熱容量が小さい方が有効であるので、加熱ローラ３を肉厚の薄い導電性ベルト３Ｃに換えることとする。誘導加熱装置２Ｌとして、コア１０Ｌは加圧ローラ４との接触部（ニップ部）に加熱分布Ｋａを形成するばかりでなく、被定着材Ｐの進入上流側にも加熱分布Ｋｂを形成するので、上記実施の形態と同様、より効果的な加熱特性を得る。

図２４にもとづいて、第１５の実施の形態を説明する。定着装置として、基本的な構成は先に図２１で説明したものと同一（加圧機構については省略した）であるので、同部品には同番号を付して新たな説明は省略する。
加熱ローラ３Ｄは、一部のみ厚肉に形成した磁気遮蔽部４７を備えており、この磁気遮蔽部４７に摺接する状態で、加熱ローラ３Ｄの温度を検出する手段としての温度検出センサ４８が配置される。すなわち、この定着装置のように発熱部分を加熱ローラ３Ｄと被定着材との接触部分に集中させる方式では、発生する磁束を集中させて加熱するため、磁界の影響で温度検知センサ４８が正常な動作を行わない恐れがある。

この影響を回避するために、加熱ローラ３Ｄの一部の肉厚を増し、磁束を加熱ローラ３Ｄ内部で止めて磁気遮蔽をなす。肉厚変化部分は内側あるいは外側に突出させてもよい。ただし、画像領域外であることが望ましく、誘導加熱装置２もその分画像領域外へ延長させる必要がある。上記加熱ローラ３Ｄでは、温度検出センサ４８の対向部のみ肉厚を２倍として外側へ突出させた磁気遮蔽部４７を備えている。温度検出センサ４８は、ニップ部を形成する加圧ローラ４の画像領域外でニップ部の温度を検出する。
このように加熱ローラ３Ｄの一部を厚肉としたことにより、部分的に熱容量の差が生じて、画像領域とは温度の立ち上がり等が異なる。そのため、校正したデータテーブルを制御用として備えるとよい。

図２５にもとづいて、第１６の実施の形態を説明する。定着装置として基本的な構成は先に説明したものと同一であるので、主要部以外は省略する。
誘導加熱装置２Ｍを構成するコア１０Ｍは、断面略Ｅ字状をなすとともに、中央突起部１０ａは加熱ローラ３の内周壁と対向し、この中央突起部１０ａの両側に設けられた突起部１０ｂ1 ，１０ｂ2 の先端面は曲面加工される。ところで、このコア１０Ｍに巻き付けられているコイルに通電した場合、磁束は中央突起部１０ａからそれぞれ隣り合う突起部（この例では両側突起部１０ｂ1 ，１０ｂ2 ）に向かって発生する。

そのため、加熱ローラ３の表面上に渦電流が発生する範囲も、このコア１０Ｍから磁束が出ている範囲に限られる。同図中の加熱ローラ３に斜線を付けて示したように、加熱ローラ３のコア１０Ｍに対向する部分ｒ（すなわち、一方側の突起部１０ｂ1 から他方側の突起部位１０ｂ2 までの範囲に対向する加熱ローラ３の部分）が発熱することになる。そして、誘導加熱を行う際に、コア１０Ｍの中央突起部１０ａ先端から出た磁束は、加熱ローラ３内部を通って両側突起部１０ｂ1 ，１０ｂ2 に戻っていくので、ここで加熱ローラ３内部に渦電流が発生して、発熱を生じる。

しかしながら、この中央突起部１０ａの先端と、この先端と対向する加熱ローラ３内周面までの距離Ｌ2 が、中央突起部１０ａ先端から隣り合う両側突起部１０ｂ1 、１０ｂ2 先端までの距離Ｌ1 より大きい場合（Ｌ2 ＞Ｌ1 ）は、中央突起部１０ａから発生した磁束は加熱ローラ３に達する前に全て隣接した両側突起部１０ｂ1 、１０ｂ2 の方へ流れ込んでしまう。これは、空気層による絶縁作用によるもので、Ｌ1 よりもＬ2 が大きくなることによって、中央突起部１０ａから加熱ローラ裏面に流れるよりも、隣接した両側突起部１０ｂ1 、１０ｂ2 の方に流れ易くなってしまうからである。

そのため、効率のよい加熱を行うには、コア１０Ｍの中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂ1 ，１０ｂ2 のうち、最も加熱ローラ３内周面から離れた突起部（ここでは中央突起部１０ａ）の先端と、加熱ローラ３内周面までの距離をｕ、互いに隣接する突起部の間隔のうち最も短いもの（ここでは中央突起部１０ａと突起部１０ｂ1 もしくは１０ｂ2 ）の距離をｖとしたときに、 ｕ ＜ ｖ であることが必須の条件となる。
また、上記の実施の形態では、コア１０Ｍに設けられている突起部１０ａ，１０ｂ1 ，１０ｂ2 の数を３つとしたが、これに限定されるものではない。複数の突起部がコアに設けられているものにおいては、互いに隣り合うコア突起部の間隔のうち最も短い間隔ｖに対して、コアの突起部の先端と加熱ローラ内周面との距離ｕが短ければよい。

また、複数の突起部を有するコアについては、磁束は必ず隣り合う突起部同志で発生するため、全体として突起部の数より１つ少ない数の磁束が発生することになる。ここで、加熱ローラ３の発熱する範囲はコア１０Ｍが対向している範囲であるところから、加熱ローラ３の発熱範囲の長さをｑとし、突起部の数をｘとしたとき、加熱ローラ３上に発生する磁束の間隔は最大でも、ｑ／（ｘ−１）ということになる。
上述した理由により、コアの突起部先端と加熱ローラ内周面との距離ｍが、加熱ローラ表面上に発生する最大の磁束の間隔ｑ／（ｘ−１）よりも大きい場合、コア１０Ｍに発生する磁束は互いに突起部のみしか流れ込まなくなり、加熱ローラ３表面に到達しなくなってしまう。そこで、コア材の突起部先端と加熱ローラ内周面との距離をｕ、コアの突起部の数をｘ、加熱ローラの加熱領域の長さをｑとしたとき、 ｕ ＜ ｑ／（ｘ−１） と設定する必要がある。

図２６（Ａ）に、上記条件を満足したコア１０Ｍの磁束分布の変化を示す。図に示されるように、コア１０Ｍと加熱ローラ３との間の磁気抵抗が下って、密度の高い磁力線が流れることが分かる。したがって、発生する磁束を効果的に加熱ローラ３に作用させることができ、特にコア１０Ｍの両側突起部１０ｂ先端面ｍから発生した磁束が別の部分へ拡散することがなく、加熱ローラ３における渦電流の発生が大で加熱効率がよい。
同図（Ｂ）に、通常形状のコア１０における磁束分布の変化を示す。各突起部１０ａ，１０ｂの先端面に対する何らの工夫もないところから、コア１０と加熱ローラ３との間の磁気抵抗が大きく、磁極線の密度が疎である。したがって、加熱ローラ３における渦電流の発生が小さく、加熱効率が低い。

図２７に、先に説明したコア１０Ｍの変形例を示す。同図（Ａ）に示すコア１０Ｍ1 は断面杆状をなし、加熱ローラ３内周壁と対向する先端面ｍ1 のみ加熱ローラ３中心と同一中心の曲率でローラ内周壁と均一な間隙をなし、かつ近接する曲面に形成される。そして、コア１０Ｍ1 の先端と加熱ローラ３内周面までの距離をｕ、加熱幅であるコア１０Ｍ1 の幅をｖとしたときに、ｕ＜ｖに設定される。
同図（Ｂ）に示すコア１０Ｍ2 は断面略逆Ｕ字状をなし、両側突起部１０ｂ2 の加熱ローラ３内周壁と対向する先端面ｍ2 が加熱ローラ３中心と同一中心の曲率でローラ内周壁と均一な間隙をなし、かつ近接する曲面に形成される。そして、コア１０Ｍ2 の先端曲面と加熱ローラ３内周面までの距離をｕ、加熱幅である両側突起部１０ｂ2 ，１０ｂ2 の幅をｖとしたときに、ｕ＜ｖに設定される。

同図（Ｃ）に示すコア１０Ｍ3 は断面略逆Ｕ字状をなし、その両側突起部１０ｂ3 は中途部から折曲される。折曲部分の外周面ｍ3 は、加熱ローラ３中心と同一中心の曲率でローラ内周壁と均一な間隙をなし、かつ近接する曲面に形成される。そして、突起部１０ｂ3 の先端曲面と加熱ローラ３内周面までの距離をｕ、加熱幅である両側突起部１０ｂ3 ，１０ｂ3 の幅をｖとしたときに、ｕ＜ｖに設定される。
同図（Ｄ）に示すコア１０Ｍ4 は断面略Ｅ字状をなし、両側突起部１０ｂ4 は中途部から先端部に亘って折曲される。中央突起部１０ａ4 の先端面と、両側突起部１０ｂ4 の折曲部の外周面ｍ4 は、加熱ローラ３中心と同一中心の曲率でローラ内周壁と均一な間隙をなし、かつ近接する曲面に形成される。そして、コア１０Ｍ4 の先端曲面と加熱ローラ３内周面までの距離をｕ、中央突起部１０ａ4 と両側突起部１０ｂ4 との幅をｖとしたときに、ｕ＜ｖに設定される。

同図（Ｅ）に示すコア１０Ｍ5 は断面略Ｅ字状をなし、中央突起部１０ａ5 の先端面と両側突起部１０ｂ5 の先端面ｍ5 は、加熱ローラ３中心と同一中心の曲率でローラ内周壁と均一な間隙をなし、かつ近接する曲面に形成される。そして、中央突起部１０ａ5 の先端曲面と加熱ローラ３内周面までの距離をｕ、中央突起部１０ａ5 と両側突起部１０ｂ5 との幅をｖとしたときに、ｕ＜ｖに設定される。
同図（Ｆ）に示すコア１０Ｍ6 は断面略Ｔ字状をなし、その中央突起部１０ａ6 と水平突起部１０ｂ6 の先端面ｍ6 は、加熱ローラ３中心と同一中心の曲率でローラ内周壁と均一な間隙をなし、かつ近接する曲面に形成される。そして、中央突起部１０ａ6 の先端曲面と加熱ローラ３内周面までの距離をｕ、中央突起部１０ａ6 と水平突起部１０ｂ6 との幅をｖとしたときに、ｕ＜ｖに設定される。同図に示すいずれの形態においても、先に図２６（Ａ）で説明したような作用効果が得られることは言うまでもない。

図２８にもとづいて、第１７の実施の形態を説明する。定着装置として基本的な構成は先に説明したものと同一であるので、主要部以外は省略する。
誘導加熱装置２Ｎを構成するコア１０Ｎが断面略Ｅ字状をなすとともに、加熱ローラ３の内周壁と対向する中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂの先端面ｎが直状の平面に形成される。なお説明すれば、中央突起部１０ａの先端面ｎは、先に図２で説明したコア１０と同様、この長手方向に対して直交する方向の面であるのに対して、両側突起部１０ｂの先端面ｎは、この長手方向に対して斜めで、内側端部が尖鋭状に形成される。
そして、両側突起部１０ｂ，１０ｂそれぞれの先端面ｎ，ｎの形状に沿って直線を延長すると、これら延長線は突起部１０ｂ，１０ｂ相互間で互いに交わる。この交点Ｘの位置は、必ず両側突起部１０ｂ，１０ｂの内側にあって、決してこれらから外側に位置することがない。

このような構成のコア１０Ｎであれば、先に図２６（Ａ）で示すコア１０Ｍと同様、コア１０Ｎと加熱ローラ３との間の磁気抵抗が下って、密度の高い磁力線が流れる。したがって、発生する磁束を効果的に加熱ローラ３に作用させることができ、特にコア１０Ｎの両側突起部１０ｂ先端面ｎから発生した磁束が別の部分へ拡散することがなく、加熱ローラ３における渦電流の発生が大で加熱効率がよい。

図２９に、先に説明したコア１０Ｎの変形例を示す。同図（Ａ）に示すコア１０Ｎ1 は断面略Ｕ字状をなし、両側突起部１０ｂ2 の加熱ローラ３内周壁と対向する先端面ｎ1 は斜め直状に形成されて、これら平面の延長線は突起部相互間において交わる。
同図（Ｂ）に示すコア１０Ｎ2 は断面略Ｕ字状をなし、その両側突起部１０ｂ2 は中途部から折曲される。そして、折曲部分の外周面ｎ2 は斜め直状に形成されて、これら平面の延長線は突起部相互間において交わる。同図（Ｃ）に示すコア１０Ｎ3 は断面略Ｅ字状をなし、両側突起部１０ｂ3 は中途部から先端部に亘って折曲される。そして、折曲部の外周面ｎ3 は斜め直状に形成されて、これら平面の延長線は突起部相互間において交わる。

同図（Ｄ）に示すコア１０Ｎ4 は断面略Ｅ字状をなし、両側突起部１０ｂ4 の先端面ｎ4 は斜め直状に形成されて、これら平面の延長線は突起部相互間において交わる。同図（Ｅ）に示すコア１０Ｎ5 は断面略Ｔ字状をなし、その水平突起部１０ｂ5 の先端面ｎ5 は斜め直状に形成されて、これら平面の延長線は突起部相互間において交わる。同図に示すいずれの形態においても、先に図２８で説明したような作用効果が得られることは言うまでもない。

図３０（Ａ）（Ｂ）にもとづいて、第１８の実施の形態を説明する。定着装置として基本的な構成は先に説明したものと同一であるので、同部品には同番号を付して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｐを構成するコア１０Ｐは高透磁率材であるフェライト材が用いられ、断面略Ｅ字状に形成される。したがって、このコア１０Ｐは中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとの、それぞれの先端部が加熱ローラ３の内周壁と対向して、３か所の加熱ローラ対向部が形成されることになる。本来、加熱部分を集中させるという意味では、同図（Ｃ）に示す誘導加熱装置２Ｑのように、断面略Ｕ字状に形成され加熱ローラ３と対向する部分が両側突起部１０ｂの２か所であるコア１０Ｑが最適である。

この場合、コア１０Ｑの両側突起部１０ｂ間と対向する部位に渦電流の閉ループＳｂ一側が形成される。ただし、この部分を通過すると渦電流は左右に大きく広がってしまい密度が疎になる。これに対して、同図（Ａ）に示す断面Ｅ字状で加熱ローラ３に対向する部分が３か所形成されるコア１０Ｐでは、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂ間と対向する部位に渦電流の閉ループＳａが形成される。
すなわち、中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂ間と対向する部位が２条あり、これらに形成される閉ループＳａが拡散することなく集中する。したがって、熱エネルギが効率よく集中して、熱効率の向上を得られる。また、このコア１０Ｐにおいても発生した磁束が加熱ローラ３に作用せずに収まってしまうことがないよう、コアにおける中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとの対向間隔よりも、コア１０Ｐと加熱ローラ３との間の磁気抵抗を下げる必要がある。
すなわち、同図（Ｂ）に示すように、コア１０Ｐの中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとの対向間隔寸法ｐb よりも、コア１０Ｐの中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂの先端と加熱ローラ３とのギャップｐa を小さくした寸法設定をなす。具体的には、コア１０Ｐの中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂとの対向間隔寸法ｐb は５ｍｍであり、コア１０Ｐの中央突起部１０ａと両側突起部１０ｂの先端と加熱ローラ３とのギャップｐa は０．５ｍｍに設定される。

図３１にもとづいて、第１９の実施の形態を説明する。定着装置として基本的な構成は先に説明したものと同一であるので、同部品には同番号を付して新たな説明は省略する。
誘導加熱装置２Ｒを構成するコア１０Ｒは、加熱ローラ３の内周壁と対向する部分を少なくとも３か所持つＥ字状断面をしており、このうちの中央突起部１０ｒa にコイル１１が巻回される。そして、コア１０Ｒの中央突起部１０ｒa の厚さｔ1 は両側突起部の厚さｔ2 の２倍としてある。このようにして中央突起部１０ｒa と両側突起部１０ｒb とで厚さを変えることにより、単純に飽和磁束が中央突起部１０ｒa が高くなるのみならず、加熱ローラ３内部へコア１０Ｒを挿入するためサイズを小型化できる。

すなわち、コア１０Ｒ内部での磁束の分布は、その断面形状に大きく左右されるので、飽和磁束密度のみで最適設計値を決定できず、特にコーナ部分やコア１０Ｒの外に磁束を発生させる部分での特性に大きく影響する。発熱部分を加熱ローラ３と被定着材との接触部分に集中させる方式では、磁束の効果を十分に発揮させて効率を上げるために、コア１０Ｒから発生する磁束を加熱ローラ３に集中する必要がある。上述の構成によれば、コア１０Ｒの加熱ローラ３との対向部分から発生した磁束が、コア１０Ｒの別の対向部分や加熱ローラ３に作用せずに収まってしまうことがなく、効率のよい発熱をなす。
なお以上説明した定着装置を構成する加熱ローラ３の表面に、離型層やオフセット防止オイルを塗布することは何ら支障がない。

本発明の実施の形態を示す、定着装置の断面図。 同実施の形態の、定着装置における誘導加熱装置の断面図。 本発明の第１の実施の形態を示す、定着装置における誘導加熱装置の斜視図。 同実施の形態の、磁力線の発生状態を示す図。 同実施の形態の、加熱ローラに発生する磁力線の閉ループを説明する図。 第２の実施の形態を示す、誘導加熱装置の斜視図。 第３の実施の形態を示す、誘導加熱装置の斜視図。 第４の実施の形態を示す、誘導加熱装置の斜視図。 第５の実施の形態を示す、誘導加熱装置の斜視図。 第６の実施の形態を示す、誘導加熱装置の斜視図。 同実施の形態の、誘導加熱装置に対する加熱ローラの構成を示す斜視図。 第７の実施の形態を示す、離反機構の作用を説明する図。 同実施の形態の、ウォームアップ時のフローチャート図。 同実施の形態の、レディ時のフローチャート図。 第８の実施の形態を示す、定着装置の断面図。 第９の実施の形態を示す、離反機構の作用を説明する図。 第１０の実施の形態を示す、定着装置の電気ブロック図。 同実施の形態の、電気制御を説明するブロック図。 第１１、第１２の実施の形態を示す、定着装置の電気制御回路の構成図。 第１２の実施の形態を示す、定着装置の断面図。 第１３の実施の形態を示す、定着装置の一部省略した横断面図。 第１４の実施の形態を示す、定着装置の断面図。 同実施の形態の変形例を示す、定着装置の断面図。 第１５の実施の形態を示す、定着装置の一部省略した横断面図。 第１６の実施の形態を示す、定着装置の断面図。 同実施の形態と、通常構造の定着装置における磁力線の発生状況の相違を示す図。 同実施の形態の変形例で、互いに異なるコアの構成を説明する図。 第１７の実施の形態を示す、定着装置の断面図。 同実施の形態の変形例で、互いに異なるコアの構成を説明する図。 第１８の実施の形態を示す、定着装置の斜視図と、寸法設定を表す図および、変形例の定着装置の斜視図。 第１９の実施の形態を示す、定着装置の断面図。

符号の説明

３…加熱ローラ（第１の転接部材）、４…加圧ローラ（第２の転接部材）、２…誘導加熱装置（誘導加熱手段）、１０…コア、１１…コイル、ａ…テーパ部、ｃ，ｄ…段差部、１５…離反機構（離反手段）、４３…支持部材（コア支持手段）、４８…温度検出センサ（温度検出手段）、４７…磁気遮蔽部、１０ａ…中央突起部、１０ｂ1 ，１０ｂ2 …両側突起部。

Claims (4)

1. 導電性材料から構成され、回転駆動される第１の転接部材と、
   この第１の転接部材に対して加圧状態で転接され、これらの転接部間に現像剤像が形成された被定着材を介在して通過させる第２の転接部材と、
   上記第１の転接部材側に配置され、第１の転接部材の上記転接部を集中して誘導加熱し、上記被定着材の現像剤像を定着像に換える誘導加熱手段を備えた定着装置において、
   定着立ち上げ時あるいはレディ時の少なくともいずれか一方で、前記第１の転接部材が回転駆動され、かつ第１の転接部材が定着可能温度に上昇する間、上記第２の転接部材を第１の転接部材から離反させる離反手段を備えたことを特徴とする定着装置。
2. 導電性材料から構成され、回転駆動される第１の転接部材と、
   この第１の転接部材に対して加圧状態で転接され、これらの転接部間に現像剤像が形成された被定着材を介在して通過させる第２の転接部材と、
   上記第１の転接部材側に配置され、第１の転接部材の上記転接部を集中して誘導加熱し、上記被定着材の現像剤像を定着像に換える誘導加熱手段を備えた定着装置において、
   定着立ち上げ時に、上記第１の転接部材が定着可能温度より低い所定温度に上昇するまでの間、上記第２の転接部材を第１の転接部材から離反させ、所定温度に到達したあとは第２の転接部材の離反を解除して第１の転接部材に転接させる離反手段を備えたことを特徴とする定着装置。
3. 導電性材料から構成され、回転駆動される第１の転接部材と、
   この第１の転接部材に対して加圧状態で転接され、これらの転接部間に現像剤像が形成された被定着材を介在して通過させる第２の転接部材と、
   上記第１の転接部材側に配置され、第１の転接部材の上記転接部を集中して誘導加熱し、上記被定着材の現像剤像を定着像に換える誘導加熱手段を備えた定着装置において、
   スタートボタンをＯＮしてコピー動作を開始したあとは、上記第２の転接部材を第１の転接部材から離反させ、被定着材が上記転接部に進入する直前に、第２の転接部材の離反を解除して第１の転接部材に転接させる離反手段を備えたことを特徴とする定着装置。
4. 導電性材料から構成され、回転駆動される第１の転接部材と、
   この第１の転接部材に対して加圧状態で転接され、これらの転接部間に現像剤像が形成された被定着材を介在して通過させる第２の転接部材と、
   上記第１の転接部材側に配置され、第１の転接部材の上記転接部を集中して誘導加熱し、上記被定着材の現像剤像を定着像に換える誘導加熱手段を備えた定着装置において、
   通常、第２の転接部材を第１の転接部材から離反させ、被定着材が上記転接部に進入する直前に、第２の転接部材の離反を解除して第１の転接部材に転接させる離反手段を備えたことを特徴とする定着装置。

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