JP3824491B2

JP3824491B2 - 加熱装置

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Publication number: JP3824491B2
Application number: JP2001016288A
Authority: JP
Inventors: 昌吾横田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-01-24
Publication date: 2006-09-20
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾式電子写真機器における定着装置、湿式電子写真機器における乾燥装置、インクジェットプリンタにおける乾燥装置、リライタブルメディア用消去装置用で、好適に実施される誘導加熱方式を用いた加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱装置、たとえば乾式電子写真機器における定着装置、湿式電子写真機器における乾燥装置、リライタブルメディア用消去装置用の加熱装置において、アルミニウムなどの中空芯金を有する加熱ローラ内部にハロゲンランプを設け、ハロゲンランプによって加熱ローラを加熱する構成が、従来から広く用いられている。このハロゲンランプを用いる方式では、加熱開始時の立ち上がりが遅く、ウォームアップ時間が長くなるという問題がある。そこで、加熱ローラに導電層を設け、導電層に磁界発生手段によって交番磁界を与えて渦電流を発生させ、この渦電流によるジュール熱で加熱ローラを発熱させるという誘導加熱装置が注目されている。
【０００３】
このような誘導加熱装置の加熱ローラの加熱効率向上を目的とした先行技術として、特願平１１−３７４９４０がある。この先行技術の誘導加熱装置においては、磁界発生手段に備えられる誘導コイル背面側、すなわち誘導コイルに対して加熱ローラと反対側に、磁束分布調整部材を配置する。この先行技術の特徴は、以下のようなものである。
【０００４】
（１）誘導コイルによって発生する交番磁界のうち、誘導コイル背面側の磁束を磁束分布調整部材によって集中させることができる。誘導コイル背面側の磁束が磁束分布調整部材に集中すると、その影響を受けて、磁束分布調整部材の反対側に配置された加熱ローラの導電層に鎖交する磁束密度も大きくなる。このことによって、加熱ローラの導電層に発生する渦電流が大きくなり、発熱量が増大するので、加熱効率が改善される。
【０００５】
（２）誘導コイルが、曲率を有して加熱ローラを外囲するように配置されているので、加熱ローラへの磁束集中効果が大きい。このことによって、少ない量の磁束分布調整部材で効果的に加熱ローラに磁束を集中させることができる。
【０００６】
（３）磁束分布調整部材を設けることによって、加熱ローラに磁束を効率よく集中できるので、加熱ローラと誘導コイルとの距離を大きくとることができる。すなわち、誘導コイルが、加熱ローラの温度によって受ける影響を、より小さくすることができる。このことによって、誘導コイルの雰囲気温度を低くすることができるので、誘導コイルの抵抗が下がり、ジュール損が少なくなり、加熱効率を改善できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この先行技術には、以下の問題点がある。図２１は、加熱装置１の平面図である。図２１に示すように、加熱装置１に備えられる誘導コイル２は、加熱ローラ３の軸線方向と平行に延び、加熱ローラ３の軸線方向両端部４，５付近において巻回されることによって、屈曲したコイル端部６，７が形成される。誘導コイル２には、屈曲したコイル端部６，７以外に一対の延在コイル部８，９が形成され、誘導コイル２の延在コイル部８，９においては、磁束Ｂ１が加熱ローラ３の軸線方向に均しく形成されるので、磁束密度は均一である。それに対して、屈曲したコイル端部６，７においては、コイル端部６，７が曲率を有するので、形成される磁束Ｂ２の密度には、疎、密の不均一が生じる。すなわち、コイル端部６，７の半径方向内方側の磁束密度は大きくなり、コイル端部６，７の半径方向外方側である加熱ローラの端部４，５側では、磁束密度が小さくなる。磁束密度の小さな加熱ローラの端部４，５側では、磁束密度に対応して発熱量が少なくなるので、磁束密度の大きなコイル端部６，７の半径方向内方側である加熱ローラ３の中央よりの部分に比べて、加熱ローラ３の温度が低くなるという問題がある。すなわち、加熱ローラ３の軸線方向における温度分布が不均一となる。
【０００８】
この問題を解決する手段として、誘導コイル２の延在コイル部８，９の長さＬ１を、加熱ローラ３の軸線方向の長さＬ２よりも長くすることができるけれども、誘導コイル２を長くすることによって加熱装置１が大型化するので、装置寸法に制約のある小型の複写機およびプリンタなどに適用するには好ましくない。
【０００９】
本発明の目的は、装置を大型化することなく、加熱ローラの軸線方向における温度分布の均一性を改善することができる加熱装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）交番磁界中で発熱する導電層を備える加熱ローラと、
（ｂ）加熱ローラの外周面から半径方向外方に間隔をあけて設けられ、加熱ローラの外周面を周方向に部分的に覆い交番磁界を発生する誘導コイルであって、
加熱ローラの軸線方向に沿って延びる一対の延在コイル部と、
加熱ローラの軸線方向の両端部付近にそれぞれ配置され、各延在コイル部の両端部にそれぞれ連なり、加熱ローラの周方向に沿って延び、各延在コイル部の一方および他方の端部同志に連結する一対の屈曲したコイル端部とを有する誘導コイルと、
（ｃ）誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に配置され、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる磁性材料からなる磁束分布調整部材とを含むことを特徴とする加熱装置である。
【００１１】
本発明に従えば、誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に、磁性材料からなる磁束分布調整部材を設けるので、磁束分布調整部材が、誘導コイルによって発生される磁束を集中し、加熱ローラの軸線方向の両端部付近に鎖交する磁束密度を大きくすることができる。加熱ローラの発熱量は、加熱ローラの導電層に鎖交する磁束密度の増加にともなって増加するので、加熱ローラの軸線方向両端部付近の発熱量を増加し、加熱ローラの軸線方向における温度分布の均一性を向上することができる。
【００１４】
磁束分布調整部材は、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる。磁束分布調整部材が配置される部位においては、誘導コイルによって発生される磁束は、磁束分布調整部材に集中するので、ほとんど加熱ローラを通ることがない。磁束は磁束分布調整部材の端部から流出し、加熱ローラに鎖交する部位では、磁束分布調整部材によって磁束が集中されていたことによって磁束密度が高くなるので、加熱ローラの発熱量が大きくなる。したがって、磁束分布調整部材の端部を、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間において、加熱ローラの軸線方向に配置する位置を変化させることによって、加熱ローラの発熱量が増加する位置を選定することができる。
【００１５】
また本発明は、（ａ）交番磁界中で発熱する導電層を備える加熱ローラと、
（ｂ）加熱ローラの外周面から半径方向外方に間隔をあけて設けられ、加熱ローラの外周面を周方向に部分的に覆い交番磁界を発生する誘導コイルであって、
加熱ローラの軸線方向に沿って延びる一対の延在コイル部と、
加熱ローラの軸線方向の両端部付近にそれぞれ配置され、各延在コイル部の両端部にそれぞれ連なり、加熱ローラの周方向に沿って延び、各延在コイル部の一方および他方の端部同志に連結する一対の屈曲したコイル端部とを有する誘導コイルと、
（ｃ）誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に配置された磁性材料からなる磁束分布調整部材であって、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる第１磁束分布調整部材と、誘導コイルに対して加熱ローラと反対側に設けられる第２磁束分布調整部材とを有する磁束分布調整部材とを含むことを特徴とする加熱装置である。
【００１６】
本発明に従えば、誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に設けられる磁性材料からなる磁束分布調整部材は、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる第１磁束分布調整部材と、誘導コイルに対して加熱ローラと反対側に設けられる第２磁束分布調整部材とを含むので、誘導コイルによって発生される磁束を、誘導コイルの加熱ローラ外周面を臨む側とその反対側との両側において、磁束分布調整部材に集中させることができる。第１磁束分布調整部材と第２磁束分布調整部材とに磁束が集中されるので、磁束密度が小さくなることを抑制できる。このことによって、磁束をより効率的に集中させて、加熱ローラに導くことができるので、加熱ローラの発熱量を増加させることができる。
【００１７】
また本発明は、前記磁束分布調整部材は、
第１磁束分布調整部材と第２磁束分布調整部材とを接続する磁束分布調整接続部材をさらに含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、磁束分布調整部材は、第１磁束分布調整部材と第２磁束分布調整部材とを接続する磁束分布調整接続部材をさらに含むので、第２磁束分布調整部材に集中された磁束を、効率的に第１磁束分布調整部材に導くことができる。このことによって、磁束分布調整部材に集中される磁束を、効率的に加熱ローラに鎖交させることが可能となる。
【００１９】
また本発明は、第１磁束分布調整部材と、第２磁束分布調整部材と、磁束分布調整接続部材とは、相互に着脱可能であることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、第１磁束分布調整部材と、第２磁束分布調整部材と、磁束分布調整接続部材とは、相互に着脱可能である。このことによって、誘導コイルの屈曲したコイル端部付近への、磁束分布調整部材の設置が容易になる。また、磁束分布調整部材の断面形状が変化する部分のき裂および割れの発生を抑制することができるので、部材寿命を長くすることができる。また、磁束分布調整部材の形状を容易に変更することができる。
【００２１】
また本発明は、誘導コイルの屈曲したコイル端部は、加熱ローラの長手方向外方側に湾曲しており、
前記磁束分布調整部材の磁束分布調整接続部材は、
誘導コイルの屈曲したコイル端部の半径方向内方に配置されることを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、磁束分布調整接続部材は、誘導コイルの屈曲したコイル端部の半径方向内方に配置される。コイル端部の半径方向内方は、コイル端部半径方向外方に比べて磁束密度が大きいので、磁束分布調整接続部材をコイル端部の半径方向内方に配置することによって、磁束を効率的に集中させ、加熱ローラの発熱に利用することができる。
【００２３】
また本発明は、磁束分布調整部材は、加熱ローラの軸線方向に延び、磁束分布調整部材の加熱ローラの軸線方向外方側の端部は、誘導コイルの端部付近に、または誘導コイルの端部から加熱ローラの軸線方向内方側に間隔をあけて配置されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、磁束分布調整部材の加熱ローラの軸線方向外方側の端部は、誘導コイルの端部付近に、または誘導コイルの端部から加熱ローラの軸線方向内方側に間隔をあけて配置される。このことによって、磁束分布調整部材の加熱ローラの軸線方向外方側の端部から流出する磁束を、加熱ローラの導電層に効果的に鎖交させることができる。
【００２５】
また本発明は、前記いずれかに記載の加熱装置と、
記録媒体に可視像を形成する可視像形成手段と、
記録媒体を搬送する搬送手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。
【００２６】
本発明に従えば、画像形成装置は、前記いずれか１つの加熱装置を含むので、記録媒体の搬送方向に垂直な方向に加熱むらのない良好な品質の画像を形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の一形態の加熱装置である定着装置１１の構成を簡略化して示す概略断面図であり、図２は加熱ローラ１２、誘導コイル１３および磁束分布調整部材１４の構成を簡略化して示す分解斜視図であり、図３は図２の加熱ローラ１２、誘導コイル１３および磁束分布調整部材１４の構成を簡略化して示す斜視図であり、図４は図３の切断面線ＩＶ−ＩＶからみた断面図であり、図５は図１に示す定着装置１１を備える画像形成装置１５の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【００２８】
定着装置１１は、大略的に加熱ローラ１２と、誘導コイル１３と、磁束分布調整部材１４と、加圧ローラ１６と、励磁回路１７と、温度検出器１８とを含む。加熱ローラ１２は、中空構造を有するローラであり、記録媒体である記録紙１９を加熱する。加圧ローラ１６は、加熱ローラ１２に対向して配置され、図示しない弾性部材によって加熱ローラ１２を押圧する方向に付勢されている。誘導コイル１３は、加熱ローラ１２の半径方向外方に配置される。この構成の定着装置１１は、加熱ローラ１２と加圧ローラ１６との間に、トナー像を担持する記録紙１９を挟圧搬送することによって、記録紙１９に転写されたトナー２０を、加熱溶融させて定着させる。図１では、定着前のトナー２０が、定着後のトナー２１に変化したことを示す。
【００２９】
加熱ローラ１２は、中空円筒状の形状を有し、定着装置１１の機体に回転自在に支持される。加熱ローラ１２の軸線方向両端部には、図示しない歯車などが取付けられ、加熱ローラ１２は歯車を介して電動機によって回転される。また加熱ローラ１２は、交番磁界中で発熱する導電層２２と、導電層２２の外周に被覆される離型層２３とを含む。
【００３０】
導電層２２は、円筒形状を有し、たとえば鉄またはＳＵＳ４３０ステンレス鋼などの導電性を有する金属製部材である。導電層２２は、誘導コイル１３によって形成される交番磁界中で電流が誘導されて発熱する発熱体であり、その素材としては、磁性を有し導電性のある材料であればよく、特に比透磁率の高い材料が適している。導電層２２の素材としては、前述の材料以外でも珪素鋼板、電磁鋼板およびニッケル鋼なども使用することができる。
【００３１】
また、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼のように非磁性であっても、体積抵抗率の大きい材料であれば、渦電流が発生するときの発熱量が大きいので、導電層２２の素材として使用することができる。さらに、たとえばセラミックのような非磁性の材料が基材として用いられている場合であっても、前述のような比透磁率の高い材料が導電性を保持できるように基材に配置されていれば、導電層２２として使用することができる。本実施の形態では、加熱ローラ１２の導電層２２として、直径が３０ｍｍ、厚みが０．４ｍｍの鉄ローラ、材質はＪＩＳＧ３４４５に規定されるＳＴＫＭを使用した。
【００３２】
離型層２３は、加熱ローラ２と加圧ローラ４とが当接して押圧されている接触ニップ部３１において、加熱されて粘度が低下したトナーが、加熱ローラ１２の外周面に付着するオフセットを防止するために、導電層２２の外周面に被覆される。離型層２３には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）もしくはテトラフルオロエチレンとペルフルオロアルキルビニルエーテルとの共重合体（ＰＦＡ）などのフッ素系の材料、シリコンゴムおよびフッ素ゴムなどが適している。本実施の形態では、離型層２３としてＰＴＦＥを厚み２０μｍに被覆した。
【００３３】
加圧ローラ１６は、円柱状もしくは円筒状の形状を有し、鉄、ステンレス鋼もしくはアルミニウム製の芯金の外周面上にシリコンゴムなどの耐熱弾性層が設けられた部材である。耐熱弾性層の外周面上には、ＰＴＦＥもしくはＰＦＡなどからなるトナー付着防止のための離型層が設けられてもよい。加圧ローラ１６は、図示しない軸受によって定着装置１１の機体に回転自在に支持され、またばね等の弾性部材によって、加熱ローラ１２に対して、たとえば１００Ｎの力で押圧される。このことによって、加熱ローラ１２および加圧ローラ１６の軸線に対して直角方向に幅３．５ｍｍ程度の接触ニップ部３１が形成される。
【００３４】
誘導コイル１３は、加熱ローラ１２の軸線方向に沿って延びる一対の延在コイル部２４，２５と、加熱ローラ１２の軸線方向の両端部２６（一端部２６のみ図示）付近にて、各延在コイル部２４，２５の両端部にそれぞれ連なり、加熱ローラ１２の周方向に沿って延び、各延在コイル部２４，２５の一方および他方の端部同志に連結する一対の屈曲したコイル端部２７（一方のコイル端部２７のみ図示）よりなる。誘導コイル１３は、加熱ローラ１２の外周面から半径方向外方に間隔をあけて設けられ、加熱ローラ１２の外周面を周方向に部分的に覆い、交番磁界を発生する。
【００３５】
誘導コイル１３は、平面形状が円形の線材をコイル状に形成したものであり、たとえば酸化物の皮膜からなる表面絶縁層を有するアルミニウム単線からなる。誘導コイル１３の素材としては、アルミニウム単線に限定されることなく、銅線もしくは銅を基材とする複合材料の線であってもよく、またエナメル線を撚り線にしたリッツ線であってもよい。前述のいずれの材料を用いる場合であっても、誘導コイル１３自体の抵抗発熱によるエネルギ損失を抑制するために、誘導コイル１３の全抵抗値は、０．５Ω以下であることが望ましく、さらに望ましくは０．１Ω以下である。
【００３６】
誘導コイル１３は、励磁回路１７に接続され、励磁回路１７によって誘導コイル１３に高周波電流を流すことによって交番磁界を発生する。交番磁界によって、加熱ローラ１２に設けられた導電層２２に渦電流が発生し、導電層２２は誘導加熱される。導電層２２が誘導加熱されることによって、加熱ローラ１２が昇温すると、加熱ローラ１２の外周面に当接する温度検出器１８が表面温度を検出し、その検出信号に応答して励磁回路１７の動作が制御され、加熱ローラ１２の表面温度が一定に保たれる。本実施の形態では、誘導コイル１３は、加熱ローラ１２の軸線方向に１つ設けられているけれども、トナーを定着させる記録紙１９の寸法に応じて複数個が設けられてもよい。
【００３７】
次に、前述のように構成された定着装置１１の動作について説明する。まず、ウォームアップ時において、励磁回路１７がＯＮとなり、誘導コイル１３が励磁されて加熱ローラ１２の導電層２２に渦電流が誘起され、ジュール熱によって発熱する。このときの発熱量は、たとえば８００Ｗである。また、励磁回路１７による通電が開始すると同時に、加熱ローラ１２が回転駆動され、加熱ローラ１２に押圧されている加圧ローラ１６は従動回転する。加熱ローラ１２の表面温度は、温度検出器１８によって常時検知され、加熱ローラ１２の表面温度が規定の設定温度たとえば１８０℃に達すると、ウォームアップが完了し、励磁回路１７による誘導コイル１３への通電が、ＯＮ−ＯＦＦ制御に切換わり、加熱ローラ１２の表面温度が前記規定の設定温度に維持される。
【００３８】
ウォームアップが完了した状態の定着装置１１の接触ニップ部３１に、未定着トナー２０の画像が転写された記録紙１９を通過させることによって、未定着トナー２０は、加熱ローラ１２から熱を受け、また加熱ローラ１２と加圧ローラ１３との押圧による圧力を受けて、記録紙１９上に溶融定着されて堅牢な画像となる。
【００３９】
次に、磁束分布調整部材１４について説明する。磁束分布調整部材１４は、加熱ローラ１２の軸線方向に平行な断面の形状が略Ｕ字状を有し、導電層２２の比透磁率μ１を超える比透磁率μ２を有する高透磁率の磁性材料を用いるのが好ましい。磁束分布調整部材１４は、誘導コイル１３に通電されるときに発生する磁束を、磁束分布調整部材１４に集中させることを目的として設けられる。したがって、磁束分布調整部材１４は、導電層２２よりも磁束が通りやすい素材、すなわち磁気抵抗の小さい素材で構成されなければならない。
【００４０】
磁気抵抗は、透磁率が大きくなるのにともなって減少するので、導電層２２の比透磁率μ１を超える比透磁率μ２を有する高透磁率の磁性材料を、磁束分布調整部材１４の素材として選択することによって、誘導コイル１３により発生される磁束を、磁束分布調整部材１４へ集中させることができる。この磁束分布調整部材１４の素材には、導電層２２素材である前記鉄ロールの比透磁率μ１を超える比透磁率μ２を有する素材、たとえばフェライト（ニッケル−亜鉛系、銅−亜鉛系）、珪素鋼板および電磁鋼板などが適している。
【００４１】
また、磁束分布調整部材１４の導電性が良いと、磁束分布調整部材１４自体に渦電流が発生し、鉄損というジュール発熱を生じるので、磁束分布調整部材１４は、焼結または薄板の積層によって形成され、導電性を低下させることが望ましい。
【００４２】
また、磁束分布調整部材１４のキュリー温度が、トナーを定着する加熱ローラ１２の設定温度よりも高い温度になるような素材を選定することが望ましい。磁束分布調整部材１４のキュリー温度が、トナーを定着する加熱ローラ１２の設定温度よりも低いと、加熱ローラ１２が設定温度に達するとき、磁束分布調整部材１４の透磁率が低下するので、磁束分布調整部材１４を通る磁束が減少する。このことによって、加熱ローラ１２に鎖交する磁束密度が小さくなり、加熱ローラ１２の発熱量が減少する。
【００４３】
磁束分布調整部材１４は、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７付近に配置され、加熱ローラ１２の外周面と誘導コイル１３との間に設けられる第１磁束分布調整部材２８と、誘導コイル１３に対して加熱ローラ１２と反対側に設けられる第２磁束分布調整部材２９と、第１磁束分布調整部材２８と第２磁束分布調整部材２９とを接続する磁束分布調整接続部材３０とを含む。図２、図３および図４において、磁束分布調整部材１４は、誘導コイル１３の屈曲した一方のコイル端部２７付近に配置されたもののみが図示されているけれども、図示されていない他方の屈曲したコイル端部にも設けられる。
【００４４】
第１磁束分布調整部材２８は、加熱ローラ１２の軸線方向に延び、加熱ローラ１２の軸線方向の長さｄ１、加熱ローラ１２の半径方向の厚みｄ２を有する。加熱ローラ１２の周方向長さは、加熱ローラ１２の軸線方向において断続的に変化する。すなわち、加熱ローラ１２の軸線方向内方側で磁束分布調整接続部材３０に連なって形成される第１磁束分布調整部材幅狭部５８の加熱ローラ１２の周方向長さｄ５よりも、加熱ローラ１２の軸線方向外方側で、第１磁束分布調整部材幅狭部５８に連なって形成される第１磁束分布調整部材幅広部５９の加熱ローラ１２の周方向長さｄ４の方が大きく形成される。このことによって、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７付近に配置される第１磁束分布調整部材幅広部５９は、加熱ローラ１２の軸線方向に垂直な平面の断面積が大きくなるので、多くの磁力線を通すことが可能となる。
【００４５】
磁束分布調整接続部材３０は、略直方体形状を有する。磁束分布調整接続部材３０は、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７の半径方向内方に配置されるので、寸法変更に際しては、加熱ローラ１２の周方向長さよりも、加熱ローラ１２の軸線方向厚みｄ３を変更することが容易である。磁束分布調整接続部材３０は、第１磁束分布調整部材２８と第２磁束分布調整部材２９とを接続し、第２磁束分布調整部材２９に集中された磁束を、効率的に第１磁束分布調整部材２８に導くことができるので、磁束分布調整部材１４に集中される磁束を、効率的に加熱ローラ１２に鎖交させることが可能となる。
【００４６】
第２磁束分布調整部材２９は、加熱ローラ１２の軸線方向に延びる略直方体形状を有する。本実施の形態では、第１磁束分布調整部材２８と磁束分布調整接続部材３０とは一体に形成される。第２磁束分布調整部材２９は、一体に形成される第１磁束分布調整部材２８および磁束分布調整接続部材３０の両者と、相互に着脱可能に形成される。このことによって、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７付近への、磁束分布調整部材１４の設置が容易になる。また、磁束分布調整部材１４の断面形状が変化する部分のき裂および割れの発生を抑制することができるので、部材寿命を長くすることができるとともに、磁束分布調整部材１４の形状を容易に変更することができる。
【００４７】
また、磁束分布調整部材１４は、加熱ローラ１２の軸線方向に延び、磁束分布調整部材１４の加熱ローラ１２の軸線方向外方側の端部３９，４０は、誘導コイル１３の端部３２付近に、または誘導コイル１３の端部３２から加熱ローラ１２の軸線方向内方側に間隔をあけて配置される。磁束分布調整接続部材３０は、前述のように加熱ローラ１２の軸線方向外方側に湾曲している誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７の半径方向内方に配置される。
【００４８】
磁束分布調整部材１４は、加熱ローラ１２に鎖交する磁束分布を調整、すなわち加熱ローラ１２に磁束が鎖交する位置および磁束密度を制御する部材である。次に、磁束分布調整部材１４の機能について説明する。図６は磁束分布調整部材１４がない場合の加熱ローラ１２の軸線方向端部２６付近の断面図であり、図７は図６の側面図および加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。
【００４９】
図６に示すように、磁束分布調整部材１４がない場合、誘導コイル１３によって発生される第１磁力線３３は、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７の断面を中心とする円弧状に形成される。このとき第１磁力線３３は、大気中から加熱ローラ１２の導電層２２に流入し、導電層２２を通って大気中に流出して閉塞する曲線となる。誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７付近において、第１磁力線３３が形成する磁束密度は、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７の半径方向内方において密になり、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７の半径方向外方において疎になる。
【００５０】
加熱ローラ１２の発熱量の分布は、加熱ローラ１２の導電層２２を通る磁束密度の分布にほぼ一致する。すなわち、加熱ローラ１２の発熱量Ｑは、磁束密度が密の部分において大きく、疎の部分において小さい。図７（ｂ）に示す第１曲線３４は、加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す。磁束分布調整部材１４が設けられない場合には、加熱ローラ１２の発熱量Ｑは、加熱ローラ１２の軸線方向端部２６から誘導コイル１３の半径方向内方に向うに従って増加し、加熱ローラ１２の軸線方向端部２６から離間した軸線方向中央よりの位置３５において最大となり、加熱ローラ１２の軸線方向に沿って延びる一対の延在コイル部２４，２５による発熱量Ｑとほぼ同等となる。
【００５１】
したがって、加熱ローラ１２の軸線方向端部２６の温度は、軸線方向中央よりの位置３５の温度に比べて低くなり、加熱ローラ１２の軸線方向に温度分布の不均一が生じる。このことによって、記録紙１９上のトナーを定着するとき、記録紙１９の搬送方向に垂直な方向に定着むらが生じるという問題がある。
【００５２】
図８は磁束分布調整部材１４がある場合の加熱ローラ１２の軸線方向端部２６付近の断面図であり、図９は図８の側面図および加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。
【００５３】
図８に示すように、磁束分布調整部材１４が定着装置１１に設けられている場合、誘導コイル１３によって発生される第２磁力線３６は、磁束分布調整部材１４に集中する。磁束分布調整部材１４の比透磁率μ２が導電層２２の比透磁率μ１を超える、すなわち磁束分布調整部材１４の方が、導電層２２よりも磁気抵抗が小さいので、磁束分布調整部材１４が設けられた部位においては、第２磁力線３６は、導電層２２よりも磁束分布調整部材１４を優先的に通る。
【００５４】
したがって、磁束分布調整部材１４が設けられた部位では、第２磁力線３６は導電層２２を通ることなく、第１磁束分布調整部材２８、磁束分布調整接続部材３０および第２磁束分布調整部材２９を通って、第１および第２磁束分布調整部材２８，２９の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部３９，４０から大気中に流出あるいは流入する。誘導コイル１３には、励磁回路１７より高周波電流が印加されるので、それに伴い発生する磁力線の方向は時間とともに変化する。ここでは、磁力線の方向は、ある時間に固定したときの状態を示している。
【００５５】
第１磁束分布調整部材２８の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部３９から大気中に流出した第２磁力線３６は、大気中から導電層２２に流入する。導電層２２を通った第２磁力線３６は、導電層２２から再び大気中に流出し、第２磁束分布調整部材２９の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部４０に流入する第２磁力線３６と連なり閉塞する曲線となる。
【００５６】
第２磁力線３６は、磁束分布調整部材１４を集中して通るので、磁束分布調整部材１４内部の磁束密度は、大気中よりも、また導電層２２よりも大きくなる。したがって、第１および第２磁束分布調整部材２８，２９の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部３９，４０から大気中に流出する第２磁力線３６は、大気中であっても前記端部３９，４０付近においては磁束密度が大きい。第１磁束分布調整部材２８の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部３９から流出した第２磁力線３６が、導電層２２に鎖交する位置においては、磁束分布調整部材１４が設けられていない場合に比べて磁束密度が高くなる。すなわち、磁束分布調整部材１４が設けられていない場合には、磁束密度が小さくて発熱量Ｑが少なく、昇温不足であった加熱ローラ１２の軸線方向端部２６付近においても、磁束分布調整部材１４を設けることによって、磁束密度を高くし発熱量Ｑを大きくすることができる。
【００５７】
図９（ｂ）に示す第２曲線３７は、加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す。磁束分布調整部材１４が設けられる場合には、加熱ローラ１２の発熱量Ｑは、加熱ローラ１２の軸線方向端部２６から軸線方向内方に向うに従って急激に増加し、加熱ローラ１２の軸線方向端部２６よりの位置３８において、最大となり飽和する。第２曲線３７上の最大発熱量を示す位置３８は、磁束分布調整部材１４が設けられない場合に最大発熱量を示した前記第１曲線３４上の位置３５よりも、加熱ローラ１２の軸線方向端部２６に近い。磁束分布調整部材１４を設けることによって、加熱ローラ１２の軸線方向端部２６により近い位置３８において、加熱ローラ１２は最大の発熱量を得ることができるので、加熱ローラ１２の軸線方向の温度分布均一性が向上する。
【００５８】
前述のように第１および第２磁束分布調整部材２８，２９の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部３９，４０から磁束が流出あるいは流入し、導電層２２に鎖交する部位では、磁束分布調整部材１４によって磁束を集中し磁束密度を高くすることができるので、加熱ローラ１２の発熱量Ｑを大きくすることができる。したがって、第１および第２磁束分布調整部材２８，２９の端部を、加熱ローラ１２の軸線方向に配置する位置を変化させることによって、加熱ローラ１２の発熱量Ｑが増加する位置を記録紙１９の寸法に応じて適宜選定することができる。
【００５９】
本実施の形態では、磁束分布調整部材１４は、第１磁束分布調整部材２８と、第２磁束分布調整部材２９と、磁束分布調整接続部材３０とを含むので、誘導コイル１３によって発生される磁束を、大気中に漏洩して磁束密度が小さくなることを抑制できる。このことによって、磁束をより効率的に集中させて加熱ローラ１２の導電層２２に導き、鎖交させることができるので、加熱ローラの発熱量を増加させることができる。また、磁束分布調整接続部材３０は、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７半径方向外方に比べて、磁束密度の大きなコイル端部２７半径方向内方に配置されるので、大気中に漏洩する磁束を一層少なくして効率的に集中させ、加熱ローラ１２の発熱に利用することができる。
【００６０】
さらに、本実施の形態では、磁束分布調整部材１４は、第１磁束分布調整部材２８および第１磁束分布調整部材２８に連なって形成される磁束分布調整接続部材３０と、第２磁束分布調整部材２９とは、相互に着脱可能である。このことによって、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７付近への、磁束分布調整部材１４の設置が容易になる。また、磁束分布調整部材１４の断面形状が変化する部分のき裂および割れの発生を抑制することができるので、磁束分布調整部材１４の寿命を長くすることができる。また、磁束分布調整部材１４の形状を容易に変更することができる。
【００６１】
前述の定着装置１１を備える本実施の形態の画像形成装置１５は、記録紙１９上に可視像を形成する４組の可視像形成手段４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｂと、記録紙１９を収納する記録紙トレー５１と、記録紙１９を搬送する搬送手段５２を含む。記録紙トレー５１は、矢符５３に示す記録紙１９の搬送方向最上流側に配置され、記録紙１９を載置して蓄えるとともに、画像を形成するときには、記録紙１９を１枚ずつ分離して給送する。
【００６２】
４組の可視像形成手段４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｂは、イエロー４１Ｙ、マゼンタ４１Ｍ、シアン４１Ｃ、ブラック４１Ｂが、矢符５３に示す記録紙１９の搬送方向上流側から下流側に向ってこの順序で搬送手段５２に沿って設けられる。
【００６３】
イエローの可視像形成手段４１Ｙは、感光体４２と、帯電ローラ４３と、レーザ照射手段４４と、現像器４５と、転写ローラ４６と、クリーナ４７とを含む。感光体４２は、画像形成装置１５の機体に回転自在に設けられ、表面には静電潜像が形成される。帯電ローラ４３は、感光体４２に対向配置され、感光体４２の表面を一様に帯電させる。レーザ照射手段４４は、画像情報に応じて感光体４２の表面をレーザ露光し、静電潜像を形成させる。
【００６４】
現像器４５は、感光体４２と予め定める間隔を有して対向配置され、感光体４２にトナーを供給して静電潜像を現像し、顕像化する。転写ローラ４６は、後述の無端状ベルト５４を介して感光体４２と対向配置され、トナーとは逆のバイアス電圧が印加されて、感光体４２の表面に形成されるトナー像を記録紙１９上に転写する。クリーナ４７は、トナー像が感光体４２から記録紙１９上に転写された後、感光体４２の表面に残留したトナーを除去し、次の現像に備えて感光体４２の表面をクリーニングする。他の可視像形成手段４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｂは、トナーの色が異なる点を除いて可視像形成手段４１Ｙと同一の構成を有する。
【００６５】
搬送手段は、駆動ローラ５５と、アイドリングローラ５６と、駆動ローラ５５とアイドリングローラ５６とによって架張されて回動可能な無端状ベルト５４とを含む。駆動ローラ５５は、図５の紙面に垂直方向の軸線まわりに電動機などによって回転駆動される。アイドリングローラ５６は駆動源を持たないけれども、駆動ローラ５５の回転駆動力が無端状ベルト５４により伝えられて、駆動ローラ５５と同一方向の軸線まわりに従動回転する。駆動ローラ５５とアイドリングローラ５６との間に架張された無端状ベルト５４は、駆動ローラ５５の回転駆動にともなって矢符５３に示す方向に回動し、記録紙１９を静電吸着させて搬送する。
【００６６】
画像形成装置１５においては、次のように画像が形成される。記録紙トレー５１から１枚ずつ給送される記録紙１９は、無端状ベルト５４によって矢符５３方向に搬送される。まず可視像形成手段４１Ｙでは、感光体４２が表面を帯電ローラ４３によって一様に帯電され、その後感光体４２の表面が、レーザ照射手段４４により画像情報に応じてレーザ露光されて静電潜像が形成される。現像器４５により感光体４２上の静電潜像に対してトナー像が現像され、この顕像化されたトナー像がトナーとは逆極性のバイアス電圧が印加された転写ローラ４６によって、無端状ベルト５４上の記録紙１９に転写される。
【００６７】
記録紙１９には、矢符５３に示す方向に搬送される途上において、搬送方向下流側に配置された他の各可視像形成手段４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｂによって、各色のトナーが順次多重転写される。４組の可視像形成手段４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ，４１Ｂによる転写が終了した後、記録紙１９は、駆動ローラ５５に形成された曲率により、無端状ベルト５４から剥離され、定着装置１１に搬送される。定着装置１１において、トナー像を担持した記録紙１９は、加熱ローラ１２と加圧ローラ１６との間で挟圧されて適度な温度と圧力が与えられ、トナーは溶解して記録紙１９に定着され堅牢な画像となる。
【００６８】
図１０は本発明の第２の実施の形態である定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図であり、図１１は図１０に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。本実施の形態の磁束分布調整部材６１は、実施の第１形態の磁束分布調整部材１４と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００６９】
本実施の形態の磁束分布調整部材６１は、第１磁束分布調整部材６２と、第２磁束分布調整部材２９と、磁束分布調整接続部材３０とを含む。注目すべきは、第１磁束分布調整部材６２の加熱ローラ１２の軸線方向長さｄ６が、実施の第１形態における第１磁束分布調整部材２８の加熱ローラ１２の軸線方向長さｄ１よりも短いことである。したがって、第１磁束分布調整部材６２の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部６３は、実施の第１形態の場合に比べて、距離（ｄ１−ｄ６）だけ加熱ローラ１２の軸線方向内方側に位置し、第１磁束分布調整部材６２の加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部６３から流出した磁束が、加熱ローラ１２に鎖交する位置も、ほぼ距離（ｄ１−ｄ６）だけ加熱ローラ１２の軸線方向内方側に移動する。
【００７０】
このことによって、磁束分布調整部材６１を設けた場合、加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係は、前記実施の第１形態における第２曲線３７から、図１１中の矢符６５に示す方向に移動した第３曲線６４によって表され、加熱ローラ１２の最大発熱量を発現する位置は、加熱ローラ１２の軸線方向内方側にほぼ距離（ｄ１−ｄ６）だけ移動する。
【００７１】
このように、第１磁束分布調整部材の加熱ローラ１２の軸線方向の長さを変えることによって、最大発熱量を発現する加熱ローラ１２の軸線方向の位置を制御することができる。本実施の形態では、第１磁束分布調整部材６２の加熱ローラ１２の軸線方向長さを変化させることによって、最大発熱量を発現する加熱ローラ１２の軸線方向の位置を制御したが、第２磁束分布調整部材２９の加熱ローラ１２の軸線方向長さを変化させることによっても、同様の効果を得ることができる。
【００７２】
図１２は本発明の第３の実施の形態である定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図であり、図１３は図１２に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。本実施の形態の磁束分布調整部材６６は、実施の第１形態の磁束分布調整部材１４と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施の形態の磁束分布調整部材６６は、第１磁束分布調整部材６７と、第２磁束分布調整部材２９と、磁束分布調整接続部材３０とを含む。注目すべきは、第１磁束分布調整部材６７の加熱ローラ１２の半径方向厚みｄ７が、実施の第１形態の第１磁束分布調整部材２８の加熱ローラ１２の半径方向厚みｄ２に比べて、厚み差（ｄ７−ｄ２）だけ厚いことである。したがって、第１磁束分布調整部材６７の加熱ローラ１２の軸線方向に垂直な平面の断面積は、前記実施の第１形態の第１磁束分布調整部材２８に比べて大きくなり、より多くの磁力線を通すことが可能となる。
【００７４】
このことによって、磁束分布調整部材６６を設けた場合、加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係は、前記実施の第１形態における第２曲線３７から、矢符６８に示す方向に移動した第４曲線６９によって表される。第４曲線６９と第２曲線３７とを比べると、加熱ローラ１２の最大発熱量を発現する位置はほとんど変化せず、最大発熱量が増加する。逆に、第１磁束分布調整部材の加熱ローラ１２の半径方向厚みを薄くすると、最大発熱量の値は減少する。
【００７５】
このように、第１磁束分布調整部材の加熱ローラ１２の半径方向厚みを変化させることによって、加熱ローラ１２の最大発熱量の増減を制御することができる。本実施の形態では、第１磁束分布調整部材６６の加熱ローラ１２の半径方向厚みを変化させることによって、最大発熱量の増減を制御したが、第２磁束分布調整部材２９の加熱ローラ１２の半径方向厚みを変化させることによっても、同様の効果を得ることができる。
【００７６】
図１４は本発明の第４の実施の形態である定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図であり、図１５は図１４に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。本実施の形態の磁束分布調整部材７０は、実施の第１形態の磁束分布調整部材１４と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００７７】
本実施の形態の磁束分布調整部材７０は、第１磁束分布調整部材２８と、第２磁束分布調整部材２９と、磁束分布調整接続部材７１とを含む。注目すべきは、磁束分布調整接続部材７１の加熱ローラ１２の軸線方向厚みｄ８が、実施の第１形態の磁束分布調整接続部材３０の加熱ローラ１２の軸線方向厚みｄ３に比べて、厚み差（ｄ８−ｄ３）だけ厚いことである。したがって、磁束分布調整接続部材７１の加熱ローラ１２の軸線方向に平行、かつ記録紙１９の搬送方向に平行な平面の断面積は、前記磁束分布調整接続部材３０に比べて大きくなり、より多くの磁力線を通すことが可能となる。
【００７８】
このことによって、磁束分布調整部材７０を設けた場合、加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係は、前記実施の第１形態における第２曲線３７から、矢符７２に示す方向に移動した第５曲線７３によって表される。第５曲線７３と第２曲線３７とを比べると、加熱ローラ１２の最大発熱量を発現する位置はほとんど変化せず、最大発熱量が増加する。逆に、磁束分布調整接続部材の加熱ローラ１２の軸線方向厚みを薄くすると、最大発熱量の値は減少する。このように、磁束分布調整接続部材の加熱ローラ１２の軸線方向厚みを変化させることによって、加熱ローラ１２の最大発熱量の増減を制御することができる。
【００７９】
図１６は本発明の第５の実施の形態である磁束分布調整部材７４の構成を簡略化して示す斜視図であり、図１７は図１６に示す磁束分布調整部材７４を含む本実施の形態の定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図であり、図１８は図１７に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。本実施の形態の磁束分布調整部材７４は、実施の第１形態の磁束分布調整部材１４と類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００８０】
本実施の形態の磁束分布調整部材７４は、第１磁束分布調整部材７５と、第２磁束分布調整部材２９と、磁束分布調整接続部材３０とを含む。注目すべきは、第１磁束分布調整部材７５の加熱ローラ１２の周方向に沿った長さｄ９が、実施の第１形態の第１磁束分布調整部材２８の加熱ローラ１２の周方向に沿った長さｄ４に比べて、長さ（ｄ９−ｄ４）だけ長いことである。したがって、第１磁束分布調整部材７５の加熱ローラ１２の軸線方向に垂直な平面の断面積は、前記第１磁束分布調整部材２８に比べて大きくなり、より多くの磁力線を通すことが可能となる。
【００８１】
このことによって、磁束分布調整部材７５を設けた場合、加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係は、前記実施の第１形態における第２曲線３７から、矢符７６に示す方向に移動した第６曲線７７によって表される。第６曲線７７と第２曲線３７とを比べると、加熱ローラ１２の最大発熱量を発現する位置はほとんど変化せず、最大発熱量が増加する。逆に、第１磁束分布調整部材の加熱ローラ１２の周方向長さを短くすると、最大発熱量の値は減少する。このように、第１磁束分布調整部材の加熱ローラ１２の周方向長さを変化させることによって、加熱ローラ１２の最大発熱量の増減を制御することができる。
【００８２】
本実施の形態では、第１磁束分布調整部材７５の加熱ローラ１２の周方向長さを変化させることによって、最大発熱量の増減を制御したが、第２磁束分布調整部材２９の加熱ローラ１２の周方向長さを変化させることによっても、同様の効果を得ることができる。
【００８３】
磁束分布調整部材は、以上の第１〜第５の実施の形態に述べた形状に限定されるものではない。図１９は第１磁束分布調整部材および磁束分布調整接続部材における種々の形状変化の例を示す斜視図であり、図２０は第２磁束分布調整部材における種々の形状変化の例を示す斜視図である。
【００８４】
図１９（ａ）に示す第１磁束分布調整部材２８ａおよび磁束分布調整接続部材３０ａは、実施の第１形態の第１磁束分布調整部材２８および磁束分布調整接続部材３０に類似するけれども、第１磁束分布調整部材２８と磁束分布調整接続部材３０とが一体に形成されていたのとは異なり、第１磁束分布調整部材２８ａと磁束分布調整接続部材３０ａとは相互に着脱可能に形成される。このことによって、第１磁束分布調整部材２８ａおよび磁束分布調整接続部材３０ａからなる部材の断面形状が変化する部分のき裂および割れの発生を抑制することができるので、部材寿命を長くすることができる。また、磁束分布調整部材の形状を容易に変更することができる。
【００８５】
図１９（ｂ）に示す第１磁束分布調整部材２８ｂと磁束分布調整接続部材３０ｂとは、相互に着脱可能であり、第１磁束分布調整部材２８ｂは、磁束分布調整接続部材３０ｂに対して、加熱ローラ１２の軸線方向外方側にさらに延びるように設けられる。このことによって、第１磁束分布調整部材２８ｂの加熱ローラ１２の軸線方向外方側端部の位置を変化させることができるので、磁束が第１磁束分布調整部材２８ｂの前記端部から流出し、加熱ローラ１２に鎖交する位置を制御することができる。
【００８６】
図１９（ｃ）に示す第１磁束分布調整部材２８ｃおよび図１９（ｄ）に示す第１磁束分布調整部材２８ｄは、磁束分布調整接続部材３０ｃ，３０ｄと一体にそれぞれ形成され、加熱ローラ１２の軸線方向に垂直な平面の断面積が、加熱ローラ１２の軸線方向において連続的に変化することを特徴とする。このことによって、第１磁束分布調整部材２８ｃ，２８ｄから流出し、加熱ローラ１２に鎖交する磁束の密度を制御することができる。
【００８７】
図２０（ａ）に示す第２磁束分布調整部材２９ａおよび図２０（ｃ）に示す第２磁束分布調整部材２９ｃは、加熱ローラ１２の軸線方向に垂直な平面の断面積が、加熱ローラ１２の軸線方向において断続的に変化することを特徴とする。図２０（ｂ）に示す第２磁束分布調整部材２９ｂおよび図２０（ｄ）に示す第２磁束分布調整部材２９ｄは、加熱ローラ１２の軸線方向に垂直な平面の断面積が、加熱ローラ１２の軸線方向において連続的に変化することを特徴とする。このことによって、第２磁束分布調整部材２９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄから流出し、加熱ローラ１２に鎖交する磁束の密度を制御することができる。磁束分布調整部材は、図１９および図２０に示すいずれの形状であっても、第１〜第５の実施の形態において述べた効果と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
以上に述べたように、本発明の第１〜第５の実施の形態では、磁束分布調整部材１４は、第１磁束分布調整部材２８と、第２磁束分布調整部材２９と、磁束分布調整接続部材３０とによって構成されるけれども、これに限定されることなく、第１磁束分布調整部材２８のみが、加熱ローラ１２の外周面と誘導コイル１３との間に設けられる構成であってもよく、さらに第１磁束分布調整部材２８と第２磁束分布調整部材２９との両者が設けられる構成であってもよい。また、磁束分布調整接続部材３０は、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７の半径方向内方に配置されるけれども、これに限定されることなく、誘導コイル１３の屈曲したコイル端部２７の半径方向外方に配置されてもよい。また、磁束分布調整部材１４の加熱ローラ１２の軸線方向外方側の端部３９，４０は、誘導コイル１３の端部３２付近、または誘導コイル１３の端部３２から加熱ローラ１２の軸線方向内方側に間隔をあけて配置されるけれども、これに限定されることなく、誘導コイル１３の端部３２から加熱ローラ１２の軸線方向外方側に間隔をあけて配置されてもよい。
【００８９】
【発明の効果】
本発明によれば、誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に、磁性材料からなる磁束分布調整部材を設けるので、磁束分布調整部材が、誘導コイルによって発生される磁束を集中し、加熱ローラの軸線方向の両端部付近に鎖交する磁束密度を大きくすることができる。加熱ローラの発熱量は、加熱ローラの導電層に鎖交する磁束密度の増加にともなって増加するので、加熱ローラの軸線方向両端部付近の発熱量を増加し、加熱ローラの軸線方向における温度分布の均一性を向上することができる。
【００９０】
磁束分布調整部材は、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる。磁束分布調整部材が配置される部位においては、誘導コイルによって発生される磁束は、磁束分布調整部材に集中するので、ほとんど加熱ローラを通ることがない。磁束は磁束分布調整部材の端部から流出し、加熱ローラに鎖交する部位では、磁束分布調整部材によって磁束が集中されていたことによって磁束密度が高くなるので、加熱ローラの発熱量が大きくなる。したがって、磁束分布調整部材の端部を、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間において、加熱ローラの軸線方向に配置する位置を変化させることによって、加熱ローラの発熱量が増加する位置を選定することができる。
【００９１】
また本発明によれば、誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に設けられる磁性材料からなる磁束分布調整部材は、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる第１磁束分布調整部材と、誘導コイルに対して加熱ローラと反対側に設けられる第２磁束分布調整部材とを含むので、誘導コイルによって発生される磁束を、誘導コイルの加熱ローラ外周面を臨む側とその反対側との両側において、磁束分布調整部材に集中させることができる。第１磁束分布調整部材と第２磁束分布調整部材とに磁束が集中されるので、磁束密度が小さくなることを抑制できる。このことによって、磁束をより効率的に集中させて、加熱ローラに導くことができるので、加熱ローラの発熱量を増加させることができる。
【００９２】
また本発明によれば、磁束分布調整部材は、第１磁束分布調整部材と第２磁束分布調整部材とを接続する磁束分布調整接続部材をさらに含むので、第２磁束分布調整部材に集中された磁束を、効率的に第１磁束分布調整部材に導くことができる。このことによって、磁束分布調整部材に集中される磁束を、効率的に加熱ローラに鎖交させることが可能となる。
【００９３】
また本発明によれば、第１磁束分布調整部材と、第２磁束分布調整部材と、磁束分布調整接続部材とは、相互に着脱可能である。このことによって、誘導コイルの屈曲したコイル端部付近への、磁束分布調整部材の設置が容易になる。また、磁束分布調整部材の断面形状が変化する部分のき裂および割れの発生を抑制することができるので、部材寿命を長くすることができる。また、磁束分布調整部材の形状を容易に変更することができる。
【００９４】
また本発明によれば、磁束分布調整接続部材は、誘導コイルの屈曲したコイル端部の半径方向内方に配置される。コイル端部の半径方向内方は、コイル端部半径方向外方に比べて磁束密度が大きいので、磁束分布調整接続部材をコイル端部の半径方向内方に配置することによって、磁束を効率的に集中させ、加熱ローラの発熱に利用することができる。
【００９５】
また本発明によれば、磁束分布調整部材の加熱ローラの軸線方向外方側の端部は、誘導コイルの端部付近に、または誘導コイルの端部から加熱ローラの軸線方向内方側に間隔をあけて配置される。このことによって、磁束分布調整部材の加熱ローラの軸線方向外方側の端部から流出する磁束を、加熱ローラの導電層に効果的に鎖交させることができる。
【００９６】
また本発明によれば、画像形成装置は、前記いずれか１つの加熱装置を含むので、記録媒体の搬送方向に垂直な方向に加熱むらのない良好な品質の画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の加熱装置である定着装置１１の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【図２】加熱ローラ１２、誘導コイル１３および磁束分布調整部材１４の構成を簡略化して示す分解斜視図である。
【図３】図２の加熱ローラ１２、誘導コイル１３および磁束分布調整部材１４の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図４】図３の切断面線ＩＶ−ＩＶからみた断面図である。
【図５】図１に示す定着装置１１を備える画像形成装置１５の構成を簡略化して示す概略断面図である。
【図６】磁束分布調整部材１４がない場合の加熱ローラ１２の軸線方向端部２６付近の断面図である。
【図７】図６の側面図および加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離との関係を示す図である。
【図８】磁束分布調整部材１４がある場合の加熱ローラ１２の軸線方向端部２６付近の断面図である。
【図９】図８の側面図および加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態である定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図である。
【図１１】図１０に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態である定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図である。
【図１３】図１２に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態である定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図である。
【図１５】図１４に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施の形態である磁束分布調整部材７４の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１７】図１６に示す磁束分布調整部材７４を含む本実施の形態の定着装置要部の構成を簡略化して示す側面図である。
【図１８】図１７に示す加熱ローラ１２の発熱量Ｑと加熱ローラ１２の軸線方向端部２６からの距離Ｄとの関係を示す図である。
【図１９】第１磁束分布調整部材および磁束分布調整接続部材における種々の形状変化の例を示す斜視図である。
【図２０】第２磁束分布調整部材における種々の形状変化の例を示す斜視図である。
【図２１】加熱装置１の平面図である。
【符号の説明】
１１定着装置
１２加熱ローラ
１３誘導コイル
１４，６１，６６，７０，７４磁束分布調整部材
１５画像形成装置

Claims

（ａ）交番磁界中で発熱する導電層を備える加熱ローラと、
（ｂ）加熱ローラの外周面から半径方向外方に間隔をあけて設けられ、加熱ローラの外周面を周方向に部分的に覆い交番磁界を発生する誘導コイルであって、
加熱ローラの軸線方向に沿って延びる一対の延在コイル部と、
加熱ローラの軸線方向の両端部付近にそれぞれ配置され、各延在コイル部の両端部にそれぞれ連なり、加熱ローラの周方向に沿って延び、各延在コイル部の一方および他方の端部同志に連結する一対の屈曲したコイル端部とを有する誘導コイルと、
（ｃ）誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に配置され、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる磁性材料からなる磁束分布調整部材とを含むことを特徴とする加熱装置。
（ａ）交番磁界中で発熱する導電層を備える加熱ローラと、
（ｂ）加熱ローラの外周面から半径方向外方に間隔をあけて設けられ、加熱ローラの外周面を周方向に部分的に覆い交番磁界を発生する誘導コイルであって、
加熱ローラの軸線方向に沿って延びる一対の延在コイル部と、
加熱ローラの軸線方向の両端部付近にそれぞれ配置され、各延在コイル部の両端部にそれぞれ連なり、加熱ローラの周方向に沿って延び、各延在コイル部の一方および他方の端部同志に連結する一対の屈曲したコイル端部とを有する誘導コイルと、
（ｃ）誘導コイルの屈曲したコイル端部付近に配置された磁性材料からなる磁束分布調整部材であって、加熱ローラの外周面と誘導コイルとの間に設けられる第１磁束分布調整部材と、誘導コイルに対して加熱ローラと反対側に設けられる第２磁束分布調整部材とを有する磁束分布調整部材とを含むことを特徴とする加熱装置。
前記磁束分布調整部材は、
第１磁束分布調整部材と第２磁束分布調整部材とを接続する磁束分布調整接続部材をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の加熱装置。
第１磁束分布調整部材と、第２磁束分布調整部材と、磁束分布調整接続部材とは、相互に着脱可能であることを特徴とする請求項３記載の加熱装置。
誘導コイルの屈曲したコイル端部は、加熱ローラの長手方向外方側に湾曲しており、
前記磁束分布調整部材の磁束分布調整接続部材は、
誘導コイルの屈曲したコイル端部の半径方向内方に配置されることを特徴とする請求項３または４記載の加熱装置。
磁束分布調整部材は、加熱ローラの軸線方向に延び、磁束分布調整部材の加熱ローラの軸線方向外方側の端部は、誘導コイルの端部付近に、または誘導コイルの端部から加熱ローラの軸線方向内方側に間隔をあけて配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の加熱装置。
前記請求項１〜６のいずれかに記載の加熱装置と、
記録媒体に可視像を形成する可視像形成手段と、
記録媒体を搬送する搬送手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。