JP4301072B2 - 誘導加熱型定着装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、複写機、レーザプリンタ、ファクシミリ等の電子写真式画像形成装置に用いられてシートの未定着像を溶融定着（加熱定着）するための電磁誘導加熱型定着装置に関する。

従来の誘導加熱型定着装置は、画像形成用の定着ローラを誘導加熱する励磁コイルと、この励磁コイルが発生した磁束をキャンセルする消磁コイルとを備え、加熱された上記定着ローラによって、未定着像を担持した用紙にこの未定着像を溶融定着させる。

上記励磁コイルは、大サイズ紙の通紙領域に対応して配置され、上記消磁コイルは、大サイズ紙の通紙領域の内、小サイズ紙の通紙領域の両側に生じる小サイズ紙の非通紙領域に対応して配置される（特開２００１−６０４９０号公報：特許文献１、および、特開２００１−１３５４７０号公報：特許文献２参照）。

しかしながら、上記従来の誘導加熱型定着装置では、上記小サイズ紙の通紙領域の端部と、上記消磁コイルの端部との距離が離れ過ぎていると、上記定着ローラにおける上記小サイズ紙の非通紙領域で上記小サイズ紙の通紙領域側での温度が上昇して、上記定着ローラの過昇温による劣化が発生する欠点がある。一方、上記小サイズ紙の上記通紙領域と上記消磁コイルの端部との重なりが大きすぎると、上記定着ローラにおける上記小サイズ紙の通紙領域で上記小サイズ紙の非通紙領域近傍で温度が低下して、上記小サイズ紙の定着不良、光沢ムラおよびオフセットが発生する欠点がある。
特開２００１−６０４９０号公報 特開２００１−１３５４７０号公報

そこで、この発明の課題は、定着ローラの小サイズ紙の非通紙領域における過昇温を防止しながら、定着ローラの小サイズ紙の通紙領域における軸方向の温度ムラを抑えて、耐久性を向上できると共に、定着不良、光沢ムラおよびオフセットの発生しない誘導加熱型定着装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の誘導加熱型定着装置は、
画像形成用の定着ローラの軸に略平行な中央の延在部と両端の屈曲部とを有するように、上記定着ローラの外周の一部に沿って巻回されて、上記定着ローラを誘導加熱する励磁コイルと、
中央の延在部と両端の屈曲部とを有すると共に、一方の屈曲部が上記励磁コイルの一方の屈曲部と略重なり、かつ、延在部が上記励磁コイルの延在部の一部と略重なって、上記励磁コイルが発生した磁束をキャンセルする消磁コイルとを備え、
上記定着ローラの軸方向の一部に対応する小サイズシートの通過領域の境界が、上記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内に設定され、
上記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内の上記小サイズシートの非通過領域に温度検知手段を配置したことを特徴としている。

ここで、この明細書では、上記小サイズシートとは、この定着装置で定着可能な最大のシートよりも小さいシートをいい、例えば、上記最大のシートが、Ａ３サイズの用紙（２９７×４２０ｍｍ）である場合、上記小サイズシートは、Ａ４サイズの用紙（２１０×２９７ｍｍ）である。

この発明の誘導加熱型定着装置によれば、上記定着ローラの軸方向の一部に対応する小サイズシートの通過領域の境界が、上記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内に設定されているので、上記小サイズシートが通過しない上記定着ローラの非通過領域（非通紙領域）の温度の上昇を防止しつつ、上記小サイズシートが通過する上記定着ローラの通過領域（通紙領域）の温度の低下を防止できる。

すなわち、上記消磁コイルを作動するとき、上記消磁コイルの他方の屈曲部は、上記消磁コイルの延在部より消磁効果が低く、上記他方の屈曲部から上記延在部側に行くに連れて消磁効果が増していくような消磁効果の勾配を有している。また、上記消磁コイルを作動しないとき、上記定着ローラの上記非通過領域と上記通過領域との間の通過境界（通紙境界）において、この通過境界近傍の上記非通過領域でただちに温度上昇となるわけではなく、上記通過境界から上記非通過領域に行くに連れて温度上昇の度合いが高くなるような温度勾配を有している。そして、この発明の誘導加熱型定着装置では、消磁効果の勾配を有する上記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内に、温度勾配を有する上記通過境界を設定しているので、上記定着ローラの軸方向の温度分布を略均一にすることができる。

このように、上記非通過領域における過昇温を防止しながら、上記通過領域における軸方向の温度ムラを抑えることができるので、耐久性を向上できると共に、定着不良、光沢ムラおよびオフセットの発生しない高いパフォーマンスを有する誘導加熱型定着装置を得ることができる。また、上記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内の上記小サイズシートの非通過領域に温度検知手段を配置している。したがって、上記小サイズシートが通過しない上記定着ローラの領域の内の最も温度が高くなると予想される領域の温度を確実に検知することができ、上記温度検知手段は安全用ヒューズとしての役割を担う。また、上記定着ローラの他の部分に別の温度検知手段を配置する必要がなくなり、低コスト化が実現できる。

また、一実施形態の誘導加熱型定着装置では、上記消磁コイルの巻き数は、上記励磁コイルの巻き数の１／２以上である。

この一実施形態の誘導加熱型定着装置によれば、上記励磁コイルの巻き数に対して少ない巻き数で上記消磁コイルを設定可能となり、上記消磁コイルの小型化と低コスト化が可能である。

また、一実施形態の誘導加熱型定着装置では、上記励磁コイルの延在部の内面と、上記消磁コイルの延在部の内面とは、略重なる。

また、一実施形態の誘導加熱型定着装置では、上記励磁コイルの延在部の長さは、Ａ３サイズの用紙の幅寸法（２９７ｍｍ）に略等しく、上記消磁コイルの延在部の長さは、Ａ３サイズの用紙の幅寸法（２９７ｍｍ）からＡ４サイズの用紙の幅寸法（２１０ｍｍ）を引いた寸法に略等しい。

また、一実施形態の誘導加熱型定着装置では、上記定着ローラの軸に平行な仮想平面への上記消磁コイルの投影形状は、略四角形状である。

この一実施形態の誘導加熱型定着装置によれば、上記消磁コイルの一方の屈曲部は、ほぼ直線的となるので、上記通過境界の設定範囲が明確となり、設定しやすくなる。また、上記消磁コイルの小スペース化にも繋がる。

この発明の誘導加熱型定着装置によれば、上記定着ローラの軸方向の一部に対応する小サイズシートの通過領域の境界が、上記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内に設定されているので、上記小サイズシートが通過しない上記定着ローラの非通過領域の温度の上昇を防止しつつ、上記小サイズシートが通過する上記定着ローラの通過領域の温度の低下を防止できて、耐久性を向上できると共に定着性能の良好な誘導加熱型定着装置を実現できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、この発明の誘導加熱型定着装置の一実施形態である横断面構成図を示し、図２は、この発明の定着ローラの要部拡大断面図を示している。図１と図２に示すように、この誘導加熱型定着装置１０は、定着ローラ１と、この定着ローラ１と接触してニップＮを形成する加圧ローラ２と、この定着ローラ１の外側に配置されて磁束を発生する磁束発生手段３とを備えている。

そして、この磁束発生手段３の磁束によって上記定着ローラ１を発熱させてから、未定着像ｔを担持したシートＰを上記定着ローラ１と上記加圧ローラ２との間を通過させ、上記ニップＮによって上記シートＰを挟持搬送しながら上記未定着像ｔをこのシートＰに溶融定着（加熱定着）させる。

なお、この誘導加熱型定着装置１０は、上記シートＰに上記未定着像ｔを形成する（図示しない）作像手段と共に、複写機、レーザプリンタまたはファクシミリ等の画像形成装置を構成する。

上記シートＰとは、例えば、用紙、ＯＨＰシート等の記録材であり、上記未定着像ｔは、例えば、樹脂や、磁性材や、着色料等からなる加熱溶融性のトナーである。

上記定着ローラ１と上記加圧ロ一ラ２とは、平行に対向して配置され、それぞれの両端側が、図示しない軸受部材に回転自在に支持されている。上記加圧ローラ２は、図示しないバネ等の加圧機構によって、上記定着ローラ１の軸側に付勢され、上記定着ローラ１の外面に所定圧力で圧接されて、上記ニップＮを形成する。

上記定着ローラ１は、図示しないモータ等の駆動機構によって、矢印にて示す時計廻り方向に、所定の周速度で回転駆動される。上記加圧ローラ２は、上記ニップＮでの上記定着ローラ１との圧接摩擦力によって、上記定着ローラ１の回転に従動して回転する。

また、上記ニップＮの近傍には、上記定着ローラ１の温度を検出する温度センサ４が設置されている。上記磁束発生手段３は、この温度センサ４の出力をもとに、図示しない制御回路によって制御されて、上記温度センサ４で検知される温度を一定にする。

上記定着ローラ１は、径方向の内側から外側に順に、芯金層１１、断熱層１２、電磁誘導発熱層１３、弾性層１４および離型層１５の５つの層から構成される。

上記芯金層１１は、上記定着ローラ１の形状を保持するためのものであり、例えば、アルミまたは鉄等の金属のシリンダである。

上記断熱層１２は、上記電磁誘導発熱層１３を断熱保持するためのものであり、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）が用いられる。このように、上記断熱層１２に、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材のスポンジ体（断熱構造体）を用いることにより、上記電磁誘導発熱層１３を確実に断熱保持するとともに、上記電磁誘導発熱層１３のたわみを許容して上記ニップＮの長さ寸法Lを増やし、さらに、上記定着ローラ１を上記加圧ローラ２よりも柔らかくして、上記シートＰの分離性能を向上することができる。

上記電磁誘導発熱層１３は、例えば、無端状のニッケル電鋳ベルト部材である。なお、上記電磁誘導発熱層１３の他の材料として、例えば、磁性ステンレスのような磁性材料（磁性金属）といった、比較的透磁率μが高く、適当な抵抗率ρを有するものを用いてもよい。上記電磁誘導発熱層１３では、上記磁束発生手段３の磁束によって、渦電流が発生してジュール熱により発熱し、この発熱により上記定着ローラ１が加熱される。この加熱を、電磁誘導加熱という。

上記弾性層１４は、耐熱性および弾性を有するゴム材や樹脂材からなり、上記シートＰと上記定着ローラ１表面との密着性を高める。上記弾性層１４としては、例えば、定着温度での使用に耐えられるシリコンゴムやフッ素ゴム等の耐熱性エラストマーを用いる。

上記離型層１５は、上記定着ローラ１の表面の離型性を高めるものであり、定着温度での使用に耐えられる上にトナー離型性を有する。上記離型層１５としては、例えば、シリコンゴム、フッ素ゴムや、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＥＰ等のフッ素樹脂が用いられる。

上記加圧ローラ２は、径方向の内側から外側に順に、芯金層２１と、断熱層２２と、離型層２５との３つの層から構成される。上記加圧ローラ２の上記芯金層２１、上記断熱層２２および上記離型層２５は、それぞれ、上記定着ローラ１の上記芯金層１１、上記断熱層１２および上記離型層１５と同様である。

上記定着ローラ１の具体的な構成を示すと、上記芯金層１１は、厚さ１ｍｍの鉄製であり、上記断熱層１２は、厚さ５ｍｍのＳｉスポンジゴムであり、上記電磁誘導発熱層１３は、厚さ５０μｍであり、上記弾性層１４は、厚さ１ｍｍのＳｉゴムであり、上記離型層１５は、厚さ２０μｍのＰＦＡであり、上記定着ローラ１の外径は、４２ｍｍとなっている。また、上記加圧ローラ２の具体的な構成を示すと、上記芯金層２１は、厚さ１ｍｍの鉄製であり、上記断熱層２２は、厚さ５ｍｍのＳｉ発泡ゴムであり、上記離型層２５は、厚さ３０μｍのＰＦＡであり、上記加圧ローラ２の外径は、３８ｍｍとなっている。

上記磁束発生手段３は、コア３２と、このコア３２に取り付けられると共に上記定着ローラ１を誘導加熱する励磁コイル３１と、上記コア３２に取り付けられると共に上記励磁コイル３１が発生した磁束をキャンセルする消磁コイル３４と、上記コア３２、上記励磁コイル３１および上記消磁コイル３４を囲むボビン３３とを備え、上記定着ローラ１の外側で、上記定着ローラ１に対向させて、上記定着ローラ１の長手方向に沿わせて配置している。

上記コア３２は、上記定着ローラ１の軸方向（長手方向）の寸法に略対応した長さ寸法を有する長尺部材である。上記コア３２は、横断面が略E字形であり、上記定着ローラ１に向かって延びる、幅方向中央の中央突起３２ａと、幅方向両端の端突起３２ｂ，３２ｃとを有し、発熱効率を高めている。

上記コア３２としては、例えば、フェライトコア等の高透磁率かつ低損失のものを用いる。このコア３２は、磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために用いている。なお、上記励磁コイル３１および上記コア３２の磁気回路部分に磁気遮蔽が十分にできる手段がある場合は、上記突起３２ａ，３２ｂ，３２ｃを省略して、空芯（コア無し）にしてもよい。また、上記コア３２として、樹脂材に磁性粉を分散させたものを用いると、透磁率は比較的低いが、形状を自由に設定することができる。

上記励磁コイル３１は、横断面が台形形状で、上記定着ローラ１の外周の一部に沿うと共に長尺の上記コア３２に沿って長手方向に渡って導線を巻いたような構造であり、上記励磁コイル３１の中央の隙間は、上記コア３２の中央突起３２ａに嵌り込むと共に、上記励磁コイル３１の全体が、上記コア３２の両側の端突起３２ｂ，３２ｃに囲まれる領域に収まっている。

詳しく述べると、上記励磁コイル３１は、図３の平面図に示すように、導線を長円形状に複数回巻回して形成されている。なお、１本の導線は、通電効率を高めるために素線（直径０．１８ｍｍ〜０．２０ｍｍ程度の銅線であってエナメルで絶縁被覆されたもの）を数十本から数百本を束ねて形成された直径数ｍｍ程度の公知の撚り線である。なお、図３では、わかり易くするために、上記励磁コイル３１および上記消磁コイル３４は展開した状態を示すと共に、上記励磁コイル３１および上記消磁コイル３４と、上記定着ローラ１と、上記加圧ローラ２とを、上記シートＰの搬送方向（矢印Ａ方向）にずらした状態を示す。

上記励磁コイル３１は、上記定着ローラ１の軸に略平行な中央の一対の延在部３１ａ，３１ｂと、この一対の延在部３１ａ，３１ｂを連結する両端の一対の屈曲部３１ｃ，３１ｄとを有する。上記一対の延在部３１ａ，３１ｂは、略直線状である。上記一対の屈曲部３１ｃ，３１ｄは、略円弧状であり、上記定着ローラ１の軸と略平行でない部分である。上記一対の延在部３１ａ，３１ｂの間には、数ｍｍ程度の隙間が存在する。

なお、この励磁コイル３１は、基本的には密着巻されているが、互いに同じ向きに通電される一方の延在部３１ａを、外側延在部と内側延在部とに分割して、上記外側延在部と上記内側延在部との間に、数ｍｍ程度の隙間を設けてもよい。また、同様に、互いに同じ向きに通電される他方の延在部３１ｂを、隙間を設けた外側延在部と内側延在部とに分割してもよい。

上記励磁コイル３１の一対の延在部３１ａ，３１ｂは、上記定着ローラ１に重なり、上記励磁コイル３１の一対の屈曲部３１ｃ，３１ｄ（の全部または大部分）は、上記定着ローラ１の軸方向の端部よりも外側に位置している。上記励磁コイル３１の一対の延在部３１ａ，３１ｂの長さは、上記定着ローラ１の軸方向の長さと略同じであり、この誘導加熱型定着装置に供給される最大幅の用紙、この例では、日本工業規格で定められたＡ３サイズの用紙を処理できるように、それぞれ２９７ｍｍに少し余裕を加えた値に設定されている。なお、上記定着ローラ１の軸方向の長さは、Ａ３サイズの用紙の幅寸法（２９７ｍｍ）よりも、少し大きい。

上記消磁コイル３４は、図１に示すように、横断面が台形形状で、長尺の上記コア３２に沿って長手方向に渡って導線を巻いたような構造であり、上記消磁コイル３４の中央の隙間は、上記コア３２の中央突起３２ａに嵌り込むと共に、上記消磁コイル３４の全体が、上記コア３２の両側の端突起３２ｂ，３２ｃに囲まれる領域に収まっている。上記消磁コイル３４は、上記コア３２と上記励磁コイル３１との間に挟まれている。なお、上記励磁コイル３１を、上記コア３２と上記消磁コイル３４との間に挟むようにしてもよい。

詳しく述べると、上記消磁コイル３４は、図３の平面図に示すように、上記励磁コイル３１と同様に、導線を長円形状に複数回巻回して形成されている。上記消磁コイル３４は、上記定着ローラ１の軸方向に沿って延在される中央の一対の延在部３４ａ，３４ｂと、この一対の延在部３４ａ，３４ｂを連結する両端の一対の屈曲部３４ｃ，３４ｄとを有する。上記一対の延在部３４ａ，３４ｂは、略直線状である。上記一対の屈曲部３４ｃ，３４ｄは、略円弧状であり、上記定着ローラ１の軸と略平行でない部分である。上記一対の延在部３４ａ，３４ｂの間には、数ｍｍ程度の隙間が存在する。

なお、この消磁コイル３４は、基本的には密着巻されているが、互いに同じ向きに通電される一方の延在部３４ａを、外側延在部と内側延在部とに分割して、上記外側延在部と上記内側延在部との間に、数ｍｍ程度の隙間を設けてもよい。また、同様に、互いに同じ向きに通電される他方の延在部３４ｂを、隙間を設けた外側延在部と内側延在部とに分割してもよい。

上記消磁コイル３４の一対の延在部３４ａ，３４ｂは、上記励磁コイル３１の一対の延在部３１ａ，３１ｂの一部と、それぞれ、略重なる。上記消磁コイル３４の一方の屈曲部３４ｄは、上記励磁コイル３１の一方の屈曲部３１ｄと略重なる。上記定着ローラ１の軸方向の一部に対応する小サイズシートＰ₁の通過領域Ｃの境界Ｂ（以下、通過境界Ｂという）が、上記消磁コイル３４の他方の屈曲部３４ｃの範囲Ｚ（以下、屈曲部範囲Ｚという）内に設定されている。この小サイズシートＰ₁の通過境界（通紙境界）Ｂとは、上記小サイズシートＰ₁が通過する通過領域（通紙領域）Ｃと、上記小サイズシートＰ₁が通過しない非通過領域（非通紙領域）Ｄとの間の境界をいい、上記小サイズシートＰ₁の端縁５０と一致している。

ここで、上記小サイズシートＰ₁とは、この誘導加熱型定着装置で定着可能な最大のシートよりも小さいシートをいい、この実施形態では、上記最大のシートは、Ａ３サイズの用紙（２９７×４２０ｍｍ）であるので、上記小サイズシートＰ₁は、Ａ４サイズの用紙（２１０×２９７ｍｍ）である。

言い換えると、上記消磁コイル３４の一対の延在部３４ａ，３４ｂは、上記非通過領域Ｄに重なり、上記消磁コイル３４の一方の屈曲部３４ｄ（の全部または大部分）は、上記定着ローラ１の軸方向の端部よりも外側に位置し、上記消磁コイル３４の他方の屈曲部３４ｃ（上記屈曲部範囲Ｚ）は、上記通過領域Ｃおよび上記非通過領域Ｄ（すなわち、上記通過境界Ｂ）に重なる。

また、上記励磁コイル３１の一対の延在部３１ａ，３１ｂの内面と、上記消磁コイル３４の一対の延在部３４ａ，３４ｂの内面とは、略重なり、上記励磁コイル３１の一方の屈曲部３１ｄの内面と、上記消磁コイル３４の一方の屈曲部３４ｄの内面とは、略重なる。また、上記消磁コイル３４の一対の延在部３４ａ，３４ｂの長さは、Ａ３サイズの用紙の幅寸法（２９７ｍｍ）から、Ａ４サイズの用紙の幅寸法（２１０ｍｍ）と、上記屈曲部範囲Ｚの内の上記非通過領域Ｄと重なる範囲の寸法とを、引いた寸法に略等しい。

次に、上記励磁コイル３１および上記消磁コイル３４の作用について説明する。

上記励磁コイル３１には、図示しない高周波コンバーターにより、例えば１０〜１００［ｋＨｚ］の交流電流が印加される。この交流電流によって誘導された磁束は、上記コア３２の内部を外部に漏れることなく通り、上記コア３２の中央突起３２ａと端突起３２ｂ，３２ｃとの間で、初めて、上記コア３２の外部に漏れ、上記定着ローラ１の上記電磁誘導発熱層１３を貫き、上記電磁誘導発熱層１３に渦電流が流れて、上記電磁誘導発熱層１３自体がジュール発熱する。この電磁誘導発熱層１３の発熱で、上記定着ローラ１が加熱状態となる。

上記消磁コイル３４には、図４の回路図に示すように、切り換えスイッチ５が取り付けられており、上記シートＰのサイズによって、上記切り換えスイッチ５の開閉を行う。

すなわち、大サイズ（Ａ３サイズ）シートを通紙するときは、上記切り換えスイッチ５を実線にて示すように開状態とすることで、上記消磁コイル３４はコイルとして機能しない。したがって、最大幅のシートの全域について定着を良好に行うことができる。

一方、小サイズ（Ａ４サイズ）シートＰ₁を通紙するときは、上記切り換えスイッチ５を仮想線にて示すように閉状態とすることで、上記消磁コイル３４には、上記励磁コイル３１から誘導逆起電力が発生し、磁界の変化を妨げる方向に逆磁界が発生して、消磁効果を発揮することになる。この結果、上記励磁コイル３１のうち上記消磁コイル３４と重なる部分では、上記励磁コイル３１による磁束変化が、上記定着ローラ１での誘導電流（渦電流）だけでなく、上記消磁コイル３４での逆起電力（それに伴う電流）をも生じさせて、上記消磁コイル３４がある部分のみ上記励磁コイル３１から発生する磁界のパワーが小さくなる。したがって、上記消磁コイル３４が存在する範囲のみ温度上昇を防ぐことができて、上記定着ローラ１の上記非通過領域の温度上昇が抑えられる。

このように、上記構成の誘導加熱型定着装置によれば、小サイズシートＰ₁に対して、新たな小サイズシート用の磁束発生手段等を別途配置することなく、また、この誘導加熱型定着装置の持つ本来のスループットを著しく低下させせることなく、上記定着ローラ１の過昇温による劣化を防ぐことができて、この誘導加熱型定着装置の高耐久化および高速化を図ることができる。

ここで、図３に示すように、上記消磁コイル３４を作動するとき、上記消磁コイル３４の屈曲部範囲Ｚは、上記消磁コイル３４の延在部３４ａ，３４ｂよりも消磁効果が低く、上記他方の屈曲部３４ｃから上記延在部３４ａ，３４ｂ側に行くに連れて、消磁効果が増していくような効果勾配を有している。また、上記消磁コイル３４を作動しないとき、上記小サイズシートＰ₁の上記通過境界Ｂにおいても、上記通過境界Ｂの近傍の上記非通過領域Ｄで直ちに温度上昇となるわけではなく、上記通過境界Ｂから上記非通過領域Ｄに行くに連れて温度上昇の度合いが高くなるような温度勾配を有している。

そして、本発明では、消磁効果の勾配を有する上記消磁コイル３４の屈曲部範囲Ｚに、温度勾配を有する上記通過領域Ｂを配置することで、上記定着ローラ１の軸方向の温度分布を略均一にすることを可能にしている。

次に、図５Ａ〜図５Ｃに、図３に示す上記小サイズシートＰ₁の通過境界Ｂの上記定着ローラ１（上記励磁コイル３１および上記消磁コイル３４）に対する位置を変化させたときの上記定着ローラ１の軸方向の温度分布を示す。横軸に、上記定着ローラ１の軸方向の測定位置を示し、縦軸に、上記定着ローラ１の温度を示す。横軸の(III)〜(IV)は、図３に示す上記消磁コイル３４の屈曲部範囲Ｚに対応している。図中、通紙領域と非通紙領域との間が、上記通過境界Ｂに相当する。

図５Ａは、上記実施の形態に示すように、上記小サイズシートＰ₁の通過境界Ｂを、上記消磁コイル３４の上記屈曲部範囲Ｚ内（横軸(III)〜(IV)）に設定した場合の上記定着ローラ１の軸方向温度分布を示す。

図５Ａからわかるように、時間経過とともに、非通紙領域での温度上昇や、通紙領域での温度低下がなくて、非通紙領域における過昇温を防止しながら、通紙領域における温度ムラを抑えることができる。このように、耐久性を向上できると共に、定着不良、光沢ムラおよびオフセットの発生しない高いパフォーマンスを有する誘導加熱型定着装置を得ることができる。

一方、図５Ｂは、上記小サイズシートＰ₁の通過境界Ｂを、上記消磁コイル３４の上記屈曲部範囲Ｚ外の上記消磁コイル３４の延在部３４ａ，３４ｂ（横軸(II)〜(III)）に設定した場合の上記定着ローラ１の軸方向温度分布を示す。

図５Ｂからわかるように、時間経過とともに、非通紙領域での温度上昇は抑えられているが、通紙領域（横軸(III)〜(IV)）での温度低下が発生しており、定着不良、光沢ムラおよびオフセットなどが発生する可能性がある。

また、図５Ｃは、上記小サイズシートＰ₁の通過境界Ｂを、上記消磁コイル３４の上記屈曲部範囲Ｚ外の上記消磁コイル３４の非設置領域（横軸(IV)〜(Ｖ)）に設定した場合の上記定着ローラ１の軸方向温度分布を示す。

図５Ｃからわかるように、時間経過とともに、通紙領域での温度低下は見られないが、非通紙領域（横軸 (IV)）での温度上昇が発生しており、上記定着ローラ１の過昇温による劣化が発生する可能性がある。

このように、図５Ａ〜図５Ｃからわかるように、上記小サイズシートＰ₁の通過境界Ｂを、上記消磁コイル３４の上記屈曲部範囲Ｚ内（横軸(III)〜(IV)）に設定したときに、上記非通紙領域における過昇温を防止しながら、上記通紙領域における軸方向の温度ムラを抑えることができる。

次に、図６に、上記消磁コイル３４を設置しない場合と上記消磁コイル３４の巻き数を変化させた場合との上記定着ローラ１の非通過領域（非通紙領域）の端部温度変化を示す。横軸に、経過時間を示し、縦軸に、上記定着ローラ１の温度を示す。上記消磁コイル３４の巻き数を変化させる場合、上記励磁コイル３１の巻き数が１０回であるのに対して、上記消磁コイル３４の巻き数を、４回，６回，８回と変化させている。

図６からわかるように、上記消磁コイル３４を設置しない場合では、上記定着ローラ１の端部温度が時間の経過とともに上昇している。また、上記消磁コイル３４を設置する場合では、上記励磁コイル３１の巻き数に対する上記消磁コイル３４の巻き数が１／２未満である（上記消磁コイル３４の巻き数が４回である）とき、上記定着ローラ１の端部温度は時間とともにやや上昇する傾向にあるが、上記励磁コイル３１の巻き数に対する上記消磁コイル３４の巻き数が１／２以上である（上記消磁コイル３４の巻き数が６回および８回である）とき、上記定着ローラ１の端部温度の上昇は抑制されている。

このように、上記消磁コイル３４の巻き数は、上記励磁コイル３１の巻き数の１／２以上であることが好ましく、上記励磁コイル３１の巻き数に対して少ない巻き数で上記消磁コイル３４を設定可能となり、上記消磁コイル３４の小型化と低コスト化が可能である。

（第２の実施形態）
図７は、この発明の他の実施形態を示している。上記消磁コイル３４の一対の屈曲部３４ｅ，３４ｆは、上記定着ローラ１の軸に対して略垂直になる。言い換えると、上記定着ローラ１の周方向に沿い上記定着ローラ１の軸に平行な仮想平面への上記消磁コイル３４の投影形状は、略四角形状である。なお、その他の構造は、上記第１の実施形態と同じであるため、その説明を省略する。

この構成の誘導加熱型定着装置によれば、上記消磁コイル３４の他方の屈曲部３４ｅは、ほぼ直線的となるので、上記消磁コイル３４の屈曲部範囲Ｚが明確となって、上記通過境界Ｂを設定しやすくなる。また、上記消磁コイル３４の小スペース化にも繋がる。

（第３の実施形態）
この発明の別の実施形態として、図３の仮想線に示すように、上記消磁コイル３４の他方の屈曲部３４ｃの範囲Ｚ内の上記小サイズシートＰ₁の非通過領域Ｄに、温度センサ等の温度検知手段６を配置している。

この構成の誘導加熱型定着装置によれば、上記小サイズシートＰ₁を上記定着ローラ１と上記加圧ローラ２との間を通過させるとき、上記小サイズシートＰ₁が通過しない上記定着ローラ１の領域の内の最も温度が高くなると予想される領域の温度を確実に確認しておくことができ、上記温度検知手段６は安全用ヒューズとしての役割を担う。また、上記定着ローラ１の他の部分に別の温度検知手段を配置する必要がなくなり、低コスト化が実現できる。

すなわち、上記消磁コイル３４において、上記他方の屈曲部３４ｃは、上記一対の延在部３４ａ，３４ｂよりも消磁効果が低いので、この他方の屈曲部３４ｃと重なる上記定着ローラ１の領域に上記温度検知手段６を配置して、上記非通過領域の温度上昇度合いを確認しておくことで、上記消磁コイル３４の他の領域に別の温度検知手段を配置する必要がなくなり、低コスト化が実現できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、図示しないが、上記消磁コイル３４を上記定着ローラ１の軸方向に移動させる駆動手段を別途設けて、この駆動手段によって上記消磁コイル３４を移動させて、上記消磁コイル３４の屈曲部範囲Ｚを、様々なサイズのシートＰの通過境界Ｂに、重ねるようにしもよく、様々なサイズのシートＰに対応可能な誘導加熱型定着装置を実現できる。

本発明の誘導加熱型定着装置の一実施形態を示す断面構成図である。 定着ローラの展開状態を示す要部拡大断面図である。 励磁コイル、消磁コイル、定着ローラ、加圧ローラおよびシートの位置関係を示す説明図である。 消磁コイルのスイッチ回路を示す回路図である。 横軸に定着ローラの測定位置、縦軸に定着ローラの温度を示す第１のグラフ図である。 横軸に定着ローラの測定位置、縦軸に定着ローラの温度を示す第２のグラフ図である。 横軸に定着ローラの測定位置、縦軸に定着ローラの温度を示す第３のグラフ図である。 横軸に経過時間、縦軸に定着ローラの温度を示すグラフ図である。 消磁コイルの他の実施形態を示す簡略平面図である。

符号の説明

１ 定着ローラ
２ 加圧ローラ
３ 磁束発生手段
６ 温度検知手段
１０ 誘導加熱型定着装置
３１ 励磁コイル
３１ａ，３１ｂ 延在部
３１ｃ，３１ｄ 屈曲部
３４ 消磁コイル
３４ａ，３４ｂ 延在部
３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ 屈曲部
Ｐ₁ 小サイズシート
Ｂ 通過境界
Ｃ 通過領域
Ｄ 非通過領域
Ｚ 屈曲部範囲

Claims (3)

1. 画像形成用の定着ローラの軸に略平行な中央の延在部と両端の屈曲部とを有するように、前記定着ローラの外周の一部に沿って巻回されて、前記定着ローラを誘導加熱する励磁コイルと、
   中央の延在部と両端の屈曲部とを有すると共に、一方の屈曲部が前記励磁コイルの一方の屈曲部と略重なり、かつ、延在部が前記励磁コイルの延在部の一部と略重なって、前記励磁コイルが発生した磁束をキャンセルする消磁コイルとを備え、
   前記定着ローラの軸方向の一部に対応する小サイズシートの通過領域の境界が、前記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内に設定され、
   前記消磁コイルの他方の屈曲部の範囲内の前記小サイズシートの非通過領域に温度検知手段を配置したことを特徴とする誘導加熱型定着装置。
2. 請求項１に記載の誘導加熱型定着装置において、
   前記消磁コイルの巻き数は、前記励磁コイルの巻き数の１／２以上であることを特徴とする誘導加熱型定着装置。
3. 請求項１に記載の誘導加熱型定着装置において、
   前記定着ローラの軸に平行な仮想平面への前記消磁コイルの投影形状は、略四角形状であることを特徴とする誘導加熱型定着装置。

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