定着装置及び画像形成装置
【課題】小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても発熱部材の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイルによって加熱される発熱部材の加熱量の変動が少ない、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】発熱層２１を有する発熱部材２０と、磁束を発生させて発熱層２１を誘導加熱する励磁コイル２５と、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れてその磁束を打ち消す方向の磁束を幅方向の一部に発生させる消磁コイル２６と、を備える。そして、消磁コイル２６は、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部７０に対して電気的に接続されていない。
【解決手段】発熱層２１を有する発熱部材２０と、磁束を発生させて発熱層２１を誘導加熱する励磁コイル２５と、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れてその磁束を打ち消す方向の磁束を幅方向の一部に発生させる消磁コイル２６と、を備える。そして、消磁コイル２６は、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部７０に対して電気的に接続されていない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間が短く省エネルギー化された、電磁誘導加熱方式の定着装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
その一方で、電磁誘導加熱方式の定着装置は、幅方向サイズが小さな記録媒体（小サイズ紙）を連続的に定着した場合等に、発熱部材（又は定着部材）の両端部が過昇温しやすいことが知られている。
【０００３】
詳しくは、次の通りである。
一般的な画像形成装置は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）のサイズが異なる複数種の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。ここで、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、ＪＩＳ寸法のＡ列やＢ列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれる。また、同一サイズ（例えば、Ａ４サイズである。）の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向（長手方向に直交する方向である。）を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。
【０００４】
このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合には、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着部材の幅方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまう場合がある。例えば、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着部材の位置（通紙領域である。）では熱が多く奪われて、その他の位置（非通紙領域である。）に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。
【０００５】
したがって、定着部材の幅方向中央部の定着温度を基準として定着部材の幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着部材の幅方向中央部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇（過昇温）してしまうことになる。このように、定着部材の幅方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体上にホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着部材の耐熱温度を超えた場合には、定着部材に熱的破損が生じることも考えられる。
【０００６】
これに対して、定着部材の幅方向両端部の定着温度を基準として定着部材の幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着部材の幅方向両端部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向中央部の定着温度が下降してしまうことになる。このように、定着部材の幅方向中央部の定着温度が下降した状態で記録媒体を定着すると、温度下降位置に対応した記録媒体上にコールドオフセットが発生してしまう。
【０００７】
一方、特許文献１等には、上述した問題を解決することを目的として、発熱部材（導電性部材）を誘導加熱する主誘導コイル（励磁コイル）の他に、主誘導コイルによって発生される磁束を消失させるように磁束を発生させる副誘導コイルを幅方向両端部に設ける技術が開示されている。詳しくは、小サイズ紙が通紙されるときには、幅方向両端部に設置された副誘導コイルに電源から電流が供給されて、発熱部材の非通紙領域に作用する主誘導コイルによる磁束が減ぜられる。これに対して、大サイズ紙が通紙されるときには、幅方向両端部に設置された副誘導コイルに電流が供給されずに、発熱部材の幅方向全域にわたって主誘導コイルによる磁束が作用する。ここで、主誘導コイルと副誘導コイルとは、いずれも、１つの電源に接続されていて、その電源から電力が供給されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１等の定着装置は、小サイズ紙が通紙されるときに、幅方向両端部に設置された副誘導コイルによって、発熱部材の非通紙領域に作用する磁束が減ぜられるために、発熱部材（又は定着部材）の非通紙領域における過昇温を抑止する効果がある程度期待できる。
【０００９】
しかし、特許文献１等の定着装置は、主誘導コイルと副誘導コイルとが１つの電源から電力供給を受けているために、副誘導コイルへの電流の供給・非供給（オン・オフ）によって、主誘導コイルに供給される電流が大きく変動してしまう可能性があった。主誘導コイルに供給される電流が変動してしまうと、主誘導コイルによって加熱される発熱部材（又は定着部材）の加熱量が大きく変動して、定着温度のバラツキにともなう出力画像の定着ムラが生じることになる。
【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても発熱部材の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイルによって加熱される発熱部材の加熱量の変動が少ない、電磁誘導加熱方式の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】
【００１１】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、発熱層を有する発熱部材と、前記発熱部材に対向するとともに、磁束を発生させて当該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに対向するとともに、前記励磁コイルによって発生される前記磁束によって誘導電流が流れて当該磁束を打ち消す方向の磁束を幅方向の一部に発生させる消磁コイルと、を備え、前記消磁コイルは、前記励磁コイルに交番電流を供給する電源部に対して電気的に接続されていないものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記消磁コイルを有する電気回路に電力を供給しないように構成したものである。
【００１３】
また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記消磁コイルは、前記電源部とは別の第２電源部に接続されたものである。
【００１４】
また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記消磁コイルを有する電気回路を開閉するスイッチング素子を備え、前記消磁コイルは、記録媒体の非通紙領域に対応する調整範囲に配設され、前記スイッチング素子による前記電気回路の開閉によって前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御するものである。
【００１５】
また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４に記載の発明において、前記調整範囲における前記発熱部材の温度を検知する温度検知手段を備え、前記スイッチング素子は、前記温度検知手段の検知結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されるものである。
【００１６】
また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４に記載の発明において、前記記録媒体が連続的に通紙される時間又は枚数を検出する検出手段を備え、前記スイッチング素子は、前記検出手段の検出結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されるものである。
【００１７】
また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記調整範囲は、複数種の記録媒体の幅方向サイズに対応して可変され、前記消磁コイルは、可変された前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御できるように構成されたものである。
【００１８】
また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７に記載の発明において、前記消磁コイルを、可変される複数の前記調整範囲ごとに前記励磁コイルに対向する距離を変えて並設された複数の消磁コイルとしたものである。
【００１９】
また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８に記載の発明において、可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち対応する消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を開閉するものである。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７に記載の発明において、前記消磁コイルを、可変される複数の前記調整範囲のうち隣り合う調整範囲の間をうめるように幅方向に並設された複数の消磁コイルとしたものである。
【００２１】
また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０に記載の発明において、可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち当該調整範囲に配設された消磁コイルを有するすべての電気回路のスイッチング素子を同時に開閉するものである。
【００２２】
また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記複数の調整範囲のうち最長の調整範囲よりも長い範囲を非通紙領域とする記録媒体を通紙するときに、前記複数の消磁コイルのうち少なくとも１つの消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を独立して開閉するものである。
【００２３】
また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記複数の消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力がそれぞれ異なるように形成されたものである。
【００２４】
また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４〜請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記消磁コイルは、その幅方向端部が記録媒体の通紙領域の幅方向端部に対応する位置に一致するように配設されたものである。
【００２５】
また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記励磁コイルは、前記消磁コイルを介在して前記発熱部材に対向するように配設されたものである。
【００２６】
また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の発明において、前記消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力が幅方向の位置によって異なるように形成されたものである。
【００２７】
また、請求項１７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１６に記載の発明において、前記消磁コイルは、幅方向に直交する断面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたものである。
【００２８】
また、請求項１８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１６又は請求項１７に記載の発明において、前記消磁コイルは、その巻数又は／及びループ面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたものである。
【００２９】
また、請求項１９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。
【００３０】
また、請求項２０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１９に記載の発明において、前記定着部材を、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラとしたものである。
【００３１】
また、請求項２１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１９に記載の発明において、前記定着部材は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。
【００３２】
また、請求項２２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材としたものである。
【００３３】
また、請求項２３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２２に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、前記励磁コイルは、前記支持ローラの外周面に対向するように配設されたものである。
【００３４】
また、この発明の請求項２４記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項２３のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、発熱部材を誘導加熱する励磁コイルの他に、励磁コイルによって発生される磁束によって誘導電流が流れて発熱部材に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイルを幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイルに交番電流を供給する電源部に対して消磁コイルを電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても発熱部材の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイルによって加熱される発熱部材の加熱量の変動が少ない、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す断面図である。
【図３】励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。
【図４】消磁コイルを有する電気回路を示す回路図である。
【図５】誘導加熱部によって発生される磁束の状態を示す図である。
【図６】消磁コイルの配置を変えたときの、磁束の状態を示す図である。
【図７】非通紙領域における定着ローラの昇温特性を示すグラフである。
【図８】従来の定着ローラの発熱量分布及び温度分布を示すグラフである。
【図９】従来の定着ローラの発熱量分布及び温度分布を示す別のグラフである。
【図１０】本実施の形態１における定着ローラの発熱量分布及び温度分布を示すグラフである。
【図１１】連続通紙時の制御を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態２における定着装置を示す断面図である。
【図１３】図１２の定着装置における励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。
【図１４】複数の消磁コイルを単独で閉じたときの定着ローラの発熱量を示す分布図である。
【図１５】ハガキサイズの記録媒体を連続通紙したときの定着ローラの温度を示す分布図である。
【図１６】この発明の実施の形態３における定着装置の要部を示す図である。
【図１７】図１６とは異なる定着装置の要部を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における定着装置の励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。
【図１９】この発明の実施の形態５における定着装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００３８】
実施の形態１．
図１〜図１１にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
【００３９】
また、１６は転写ベルト１７を清掃する転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が記録媒体Ｐ上に重ねて担持されるように記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト、１９は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置、を示す。
【００４０】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００４１】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００４２】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００４３】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００４４】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００４５】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００４６】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、転写ベルト１７上の記録媒体Ｐに、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（転写工程である。）。
【００４７】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００４８】
他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された記録媒体Ｐは、図中の矢印方向に走行して、分離チャージャ１８との対向位置に達する。そして、分離チャージャ１８との対向位置で、記録媒体Ｐに蓄積された電荷が中和されて、トナーのちり等を生じさせることなく記録媒体Ｐが転写ベルト１７から分離される。
その後、転写ベルト１７表面は、転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、転写ベルト１７上に付着した付着物が転写ベルトクリーニング部１６に回収される。
【００４９】
ここで、転写ベルト１７上に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、不図示の搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、転写ベルト１７の位置に向けて搬送される。
【００５０】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト１７から分離された後に定着装置１９に導かれる。定着装置１９では、定着ローラと加圧ローラとの間（定着ニップ部である。）にて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、不図示の排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５１】
次に、画像形成装置本体１に設置される定着装置１９の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置１９は、誘導加熱部２４（磁束発生手段）、発熱部材としての定着ローラ２０、加圧ローラ３０、温度検知手段としての温度センサ５５、等で構成される。
ここで、発熱部材としての定着ローラ２０（定着部材）は、ＳＵＳ３０４等の非磁性材料からなる中空構造の芯金２３の表面に、弾性層２２、発熱層２１等を形成した多層構造体である。
【００５２】
詳しくは、定着ローラ２０は、その外径が４０ｍｍ程度であって、芯金２３上に、弾性層２２、発熱層２１、酸化防止層（不図示である。）、離型層（不図示である。）、等が積層されている。
芯金２３は、ＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスで形成され、その肉厚は０．４ｍｍになっている。これにより、熱容量が小さくなって、電磁誘導加熱のエネルギーが発熱層２１に集中しやすくなる。
弾性層２２は、シリコーンゴム等の弾性材料からなり、その厚さは５０〜５００μｍになっている。これにより、熱容量がそれ程大きくなく、良好な定着画像を得ることができる。
【００５３】
発熱層２１は、第１非磁性層と第２非磁性層との２層構造とすることができる。
第１非磁性材料層としては、非磁性材料層としてのＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３１６（いずれも非磁性ステンレス）等を用いることができる。
第２非磁性材料層としては、銅（Ｃｕ）を用いることができる。第２非磁性材料層は、その層厚が５〜３５μｍの範囲内になるように、第１非磁性材料層上にめっき処理にて形成されている。第２非磁性材料層の体積抵抗率は１．７×１０-8Ω・ｍとなっていて、第１非磁性材料層の体積抵抗率よりも小さくなっている。なお、第２非磁性材料層としては、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いることもできる。
第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層からなる発熱層２１は、誘導加熱部２４（磁束発生手段）から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。
【００５４】
定着ローラ２０の酸化防止層は、ニッケル（Ｎｉ）で形成され、その厚さは５μｍ以下になるように設定されている。酸化防止層は、銅層としての第２非磁性材料層の酸化を防止するためのものである。
定着ローラ２０の離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物で形成され、その厚さは３０μｍになっている。離型層は、トナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着ローラ２０表面のトナー離型性を高めるためのものである。
このように本実施の形態１における定着ローラ２０は、トナー像を溶融する定着部材として機能するとともに、誘導加熱部２４によって直接的に加熱される発熱部材としても機能することになる。
【００５５】
なお、本実施の形態１では、発熱層２１を第１非磁性層と第２非磁性層との２層構造としたが、発熱層２１を磁性金属材料からなる単層構造とすることもできる。発熱層２１を形成する磁性金属材料としては、層厚が１０μｍ程度のニッケル（Ｎｉ）を用いることができる。また、発熱層２１を形成する磁性金属材料として、鉄、コバルト、ニッケル、銅、又は、それらの合金等を用いることもできる。
【００５６】
加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材３２上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層３１が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層３１は、肉厚が０．５〜２ｍｍで、アスカー硬度が６０〜９０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ローラ２０に圧接している。そして、定着ローラ２０と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。
【００５７】
誘導加熱部２４は、定着ローラ２０の外周面に対向するように配設されている。誘導加熱部２４は、励磁コイル２５、消磁コイル２６（コイル状導体）、第１コア２８、第２コア２９（センターコア）、コイルガイド２７（絶縁支持部材）、等で構成される。
【００５８】
励磁コイル２５は、外周面が絶縁被覆された外径０．１５ｍｍの銅線が９０本束ねられた線束であって、定着ローラ２０の外周面に消磁コイル２６を介在して対向するように配設されている。詳しくは、図３を参照して、励磁コイル２５は、第２コア２９の周りを周回するように、定着ローラ２０の表面を覆うコイルガイド２７上の全域にわたって渦巻状に配設されている。励磁コイル２５の幅方向の長さは、定着ローラ２０の幅方向（回転軸方向）の長さ（Ａ３サイズよりやや大きく、３１０ｍｍ程度である。）とほぼ等しい。励磁コイル２５は、直線部と曲線部とを有するが、定着ローラ２０に作用する磁束が均一になるように直線部の長さが定着ローラ２０の幅方向の長さとほぼ等しくなるように設定されている。
図２に示すように、励磁コイル２５は、電源部７０に接続されていて、交番電流の供給により発熱層２１を誘導加熱するための磁束を発生する。
【００５９】
消磁コイル２６は、外周面が絶縁被覆された外径０．１５ｍｍの銅線が９０本束ねられた線束であって、励磁コイル２５に対向するように配設されている。そして、励磁コイル２５によって発生される磁束によって消磁コイル２６に誘導電流が流れて、消磁コイル２６から励磁コイル２５の磁束を打ち消す方向の磁束が幅方向の一部（非通紙領域である。）に発生される。
詳しくは、消磁コイル２６は、可変される複数の調整範囲（非通紙領域）ごとに励磁コイル２５に対向する距離を変えて並設された複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃで構成される。具体的に、図２及び図３を参照して、励磁コイル２５に最も遠い位置であって、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ）の記録媒体Ｐにおける非通紙領域に対応する位置（幅方向両端部）には、第１の励磁コイル２６ａが配設されている。第１の励磁コイル２６ａよりも励磁コイル２５に近い位置であって、Ｂ５サイズ（１８２ｍｍ）の記録媒体Ｐにおける非通紙領域に対応する位置には、第２の励磁コイル２６ｂが配設されている。励磁コイル２５に最も近い位置であって、Ａ５サイズ（１４８ｍｍ）の記録媒体Ｐにおける非通紙領域に対応する位置には、第３の励磁コイル２６ｃが配設されている。各消磁コイル２６ａ〜２６ｃは、それぞれ、第２コア２９の一部（幅方向端部）の周りを周回するように渦巻状に配設されている。なお、各消磁コイル２６ａ〜２６ｃの幅方向端部は、それぞれの記録媒体Ｐの通紙領域の幅方向端部に対応する位置に一致するように配設されている。
【００６０】
ここで、消磁コイル２６は、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部７０に対して電気的に接続されていない。詳しくは、図４に示すように、各消磁コイル２６ａ〜２６ｃは、それぞれ、スイッチング素子としての切替スイッチ５１ａ〜５１ｃを備えた電気回路に設置されている。消磁コイル２６ａ〜２６ｃ及び切替スイッチ５１ａ〜５１ｃを備えた電気回路は、電源部７０とは接続されておらず、電源部７０を有する電気回路に対して独立した閉回路である。
そして、各切替スイッチ５１ａ〜５１ｃによる電気回路の開閉によって、所望の調整範囲における発熱層２１の加熱量（発熱量）を調整制御する。例えば、Ａ４サイズの記録媒体Ｐが連続的に通紙されてその非通紙領域に対応する調整範囲の加熱量を調整したいときに、３つの切替スイッチ５１ａ〜５１ｃのうち第１の切替スイッチ５１ａのみを閉じて、第１の消磁コイル２６ａのみを動作（磁束発生）させて励磁コイル２５の幅方向両端部（Ａ４サイズ非通紙領域）の磁束を消磁する。これにより、定着ローラ２０における非通紙領域の過昇温を抑止することができる。ここで、励磁コイル２５の電源部７０は、消磁コイル２６に接続されていないために、励磁コイル２５に流れる電流が変動することがない。したがって、励磁コイル２５による定着ローラ２０の加熱量も安定して、定着温度のバラツキにともない出力画像の定着ムラが生じる不具合を抑止することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態１では、消磁コイル２６を有する電気回路に電力を供給しないように構成したが、電源部７０とは別の第２電源部に消磁コイル２６を接続して消磁コイル２６から積極的に消磁のための磁束を発生させることもできる。その場合にも、上述した効果と同等の効果を得ることができる。
【００６２】
図２を参照して、コイルガイド２７は、耐熱性が高く絶縁性の樹脂材料等からなり、定着ローラ２０との対向面の側で励磁コイル２５及び消磁コイル２６を保持する。
第１コア２８は、定着ローラ２０の外周面に対して励磁コイル２５及び消磁コイル２６を介して周方向に対向するように配設されている。第１コア２８の材料としては、フェライト、パーマロイ等の強磁性体であって電気抵抗率の高いものが好ましい。
第２コア２９は、第１コア２８よりも定着ローラ２０の外周面に近接して対向するとともに、幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設されている。第２コア２９の幅方向の長さは、定着ローラ２０の幅方向（回転軸方向）の長さとほぼ等しい。また、図３を参照して、第２コア２９は、３組の消磁コイル２６ａ〜２６ｃとの干渉を避けるために、幅方向に隙間（又は切欠）が設けられている。第２コア２９の材料としては、フェライト、パーマロイ等の強磁性体であって電気抵抗率の高いものが好ましい。なお、第２コア２９Ａ〜２９Ｄは、一体成型によるものである必要はなく、短いＩ型のコアを定着ローラ２０とほぼ等しい長さになるように連結して構成することもできる。
【００６３】
また、図２及び図３を参照して、定着ローラの外周面に対向する位置であって、非通紙領域に対応する幅方向端部には、定着ローラ２０の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ５５が配設されている。本実施の形態１では、温度センサ５５として、定着ローラ２０表面の温度を非接触で検知するサーモパイルを用いている。サーモパイルは、反応速度が早いため、細やかな温度制御が可能となる。そして、温度センサ５５による定着温度の検知結果に基いて、上述した切替スイッチ５１ａ〜５１ｃによる電気回路（消磁コイル２６ａ〜２６ｃ）の開閉制御がおこなわれる。これにより、定着ローラ２０の調整範囲（非通紙領域）の過昇温を確実に抑止することができる。なお、温度センサ５５としては、サーモパイルの他に、接触型のサーミスタ等を用いることもできる。
ここで、本実施の形態１において、小サイズの記録媒体Ｐが連続的に通紙される時間又は枚数を検出する検出手段を設けて、その検出結果に基いて切替スイッチ５１ａ〜５１ｃによる電気回路（消磁コイル２６ａ〜２６ｃ）の開閉制御をおこなうこともできる。その場合にも、上述した効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
【００６４】
このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
不図示の駆動モータによって、定着ローラ２０が図２の時計方向に回転駆動されると、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。そして、定着部材としての定着ローラ２０は、誘導加熱部２４との対向位置（対向面）で、誘導加熱部２４から発生される磁束によって加熱される。
【００６５】
詳しくは、不図示の電源部から励磁コイル２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、励磁コイル２５から発熱層２１に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、定着ローラ２０の発熱層２１に渦電流が生じて、発熱層２１はその電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導加熱される。こうして、定着ローラ２０は、自身の発熱層２１の誘導加熱によって加熱される。このとき、消磁コイル２６の動作が適宜に制御されて、定着ローラ２０の幅方向の加熱範囲が調整される。
【００６６】
その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ローラ２０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、不図示のガイド板に案内されながら定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙ１の搬送方向の移動である。）。そして、定着ローラ２０から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間から送出される。
【００６７】
定着位置を通過した定着ローラ２０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態１では、励磁コイル２６の他に消磁コイル２６を幅方向両端部に設けるとともに、励磁コイル２５の電源部７０に対して消磁コイル２６を電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を軽減することができる。
【００６９】
以下、図５を用いて、励磁コイル２５の他に消磁コイル２６を配置することで、定着ローラ２０（発熱部材）の加熱を抑制するメカニズムについて説明する。図５は、誘導加熱部２４によって発生される磁束の状態を示す図である。
図５（Ａ）は、消磁コイル２６が電気的にオープンな状態（本実施の形態１では、第３の切替スイッチ５１ｃが開放された状態となっている。）における磁束の状態を示している。図５（Ａ）に示すように、切替スイッチが開放された場合（消磁コイル２６が動作しない場合）、励磁コイル２５から発生する磁束Ｂ１は、コア２８、２９を経路として発熱層２１を通過して再びコア２８、２９に戻る。このとき、磁束Ｂ１は発熱層２１を通過する磁気回路を形成することになる。そのため、発熱層２１に誘導電流が流れて、発熱層２１はジュール熱により発熱する。
このとき、消磁コイル２６は電気的にオープンであるために、コイルとしてではなく、単なる絶縁された細い線材の束となり、励磁コイル２５の磁束Ｂ１に大きな影響を与えない。これは、金属の面積がある大きさ以上でなければ、その金属には渦電流が流れないという現象によるものである。
【００７０】
図５（Ｂ）は、消磁コイル２６が電気的にショートしている状態（本実施の形態１では、第３の切替スイッチ５１ｃが閉鎖された状態となっている。）における磁束の状態を示している。図５（Ｂ）に示すように、励磁コイル２５から発生する磁束Ｂ１は、消磁コイル２６（２６ｃ）から発生する磁束Ｂ２により打ち消されて、非常に弱い磁束となる。詳しくは、励磁コイル２５から発生した磁束Ｂ１は、その大部分が消磁コイル２６を貫いた後に、発熱層２１に達する。その際、消磁コイル２６では、コイルの電磁気的特性により、貫いた磁束Ｂ１を打ち消す方向に逆起電力が発生して、それにともない消磁コイル２６に電流が流れて、磁束Ｂ１を打ち消す磁束Ｂ２を発生させる。こうして、発熱層２１を加熱させる磁束Ｂ１は非常に弱くなり、消磁コイル２６に対向する位置（幅方向両端部）において定着ローラ２０の加熱量を低下させることができる。
本実施の形態１では、切替スイッチ５１ａ〜５１ｃの制御によって、図５（Ａ）の状態と図５（Ｂ）の状態とを切り替えて、定着ローラ２０の幅方向の発熱量分布を最適化している。
【００７１】
なお、上述の説明では簡単のため消磁コイル２６がオープンであるとき励磁コイル２５の磁束に大きな影響を与えないとしたが、実際には少量ながら励磁コイル２５からの磁束を消費する。そのため、消磁コイル２６を構成する細線によっては、発熱層２１を加熱する効率が低下することがある。したがって、消磁コイル２６を構成する細線は、一定の断面積以下であることが望ましい。具体的に、消磁コイル２６を構成する細線の断面積は、励磁コイル２５を構成している細線の断面積に対して、同等であるかそれ以下であることが望ましい。
【００７２】
ここで、本実施の形態１では、定着ローラ２０の外周面側から、消磁コイル２６、励磁コイル２５、の順に配置している。これは、励磁コイル２５から発生する磁束をより多く消磁コイル２６に通すためである。
本実施の形態１では、励磁コイル２５と消磁コイル２６とが電気的に接続されていないため、消磁コイル２６の起電力は励磁コイル２５から発生する磁束によって誘起される逆起電力だけである。したがって、電源から消磁コイル２６に電力を供給する構成と比較すると、励磁コイル２５、消磁コイル２６、発熱部材２０の位置関係が、消磁コイル２６の発熱抑制率に大きな影響を与える。
図６は、励磁コイル２５から発生する磁束の状態をさらに詳しく示した図である。図６に示すように、励磁コイル２５から発生する磁束は、コア２８、２９を通るもの（図５で示したものである。）の他に、発熱層２１を直接透過して加熱する漏れ磁束が存在する。
【００７３】
したがって、図６（Ａ）に示すように、励磁コイル２５、消磁コイル２６、発熱部材２０の順に配置した場合（本実施の形態１の構成である。）、励磁コイル２５からの磁束は、コアを通る磁束も漏れ磁束も消磁コイル２６を貫くために、そのほとんどが消磁コイル２６の磁束によって打ち消されることになる。すなわち、消磁コイル２６の発熱抑制効果が高められる。
これに対して、図６(Ｂ)に示すように、消磁コイル２６、励磁コイル２５、発熱部材２０の順に配置した場合、励磁コイル２５から発生した磁束のうちコアを通る磁束だけが消磁コイルによって打ち消されて、漏れ磁束は消磁コイルの影響を受けず発熱層２１を加熱してしまう。すなわち、消磁コイル２６の発熱抑制効果は不充分なものになってしまう。
【００７４】
本願発明者が、図６（Ａ）の発熱層２１の発熱量と、図６（Ｂ）の発熱層２１の発熱量と、を誘導加熱シミュレーションにより計算したところ、次のような結果を得た。なお、計算において、消磁コイル２６と励磁コイル２５との位置関係以外の条件は、すべて同等とした。
その結果、図６（Ｂ）の発熱層２１の発熱量は、消磁コイル２６（切替スイッチ）を閉鎖したとき７０％程度しか低減しなかった。これに対して、図６（Ａ）の発熱層２１の発熱量は、消磁コイル２６（切替スイッチ）を閉鎖したとき５５％程度にまで低減していた。なお、発熱量の計算結果は、それぞれの定着装置において、消磁コイル２６を開放したときの発熱層２１の発熱量を１００としたときの、消磁コイル２６を閉鎖したときの発熱層２１の発熱量の割合である。
以上の結果から、定着ローラ２０（発熱部材）の外周面側から、消磁コイル２６、励磁コイル２５、の順に配置することで、励磁コイル２５の漏れ磁束を消磁コイル２６に通すことができて、消磁コイル２６の発熱抑制効果を高められることがわかる。
【００７５】
以下、記録媒体Ｐの通紙時における、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃの動作について説明する。
先に説明したように、Ａ４サイズの記録媒体の非通紙領域に対応する位置には第１の消磁コイル２６ａが配設され、Ｂ５サイズの記録媒体の非通紙領域に対応する位置には第２の消磁コイル２６ｂが配設され、Ａ５サイズの記録媒体の非通紙領域に対応する位置には第３の消磁コイル２６ｃが配設されている。
【００７６】
本実施の形態１における画像形成装置は、通紙可能な記録媒体Ｐの最大幅方向長さがＡ３サイズ（２９７ｍｍ）に設定されている。したがって、Ａ３サイズの記録媒体を通紙する際には、すべての消磁コイル２６ａ〜２６ｃ（切替スイッチ５１ａ〜５１ｃ）を開状態として、定着ローラ２０を幅方向全域にわたって加熱する。
Ａ４サイズを通紙する際には、Ａ４サイズ端部から定着ローラの端部にかけて配置されている第１の消磁コイル２６ａのみを閉状態として、Ａ４サイズ通紙時における定着ローラ２０の非通紙領域の発熱量を低減させる。
Ｂ５サイズを通紙する際には、Ｂ５サイズ端部から定着ローラの端部にかけて配置されている第２の消磁コイル２６ｂのみを閉状態として、Ｂ５サイズ通紙時における定着ローラ２０の非通紙領域の発熱量を低減させる。
Ａ５サイズを通紙する際には、Ａ５サイズ端部から定着ローラの端部にかけて配置されている第３の消磁コイル２６ｃのみを閉状態として、Ａ５サイズ通紙時における定着ローラ２０の非通紙領域の発熱量を低減させる。
【００７７】
このように幅方向サイズの異なる複数種の記録媒体の非通紙領域に対向する位置（調整範囲）に、それぞれ、消磁コイル２６ａ〜２６ｃを配設して、対応する消磁コイルの開閉動作を適宜おこなうことにより、幅方向サイズの異なる複数種の記録媒体のうちいずれの記録媒体を通紙しても、定着ローラの幅方向の温度分布を最適化することができる。
なお、先に説明した温度センサ５５（温度検知手段）は、定着ローラ２０のＡ５、Ｂ５、Ａ４、Ａ３の各サイズの通紙領域の端部に対応する位置にそれぞれ配置してもよい。そして、複数の温度センサ５５によって検知された結果に基いて、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃの開閉や励磁コイル２５への電力投入を制御することができる。
【００７８】
図７は、Ｂ５サイズの記録媒体を連続的に通紙したときの、非通紙領域における定着ローラの昇温特性を示すグラフである。
図７において、グラフＱ１は本実施の形態１における定着装置を用いたときの昇温特性を示し、グラフＱ０は従来の定着装置（消磁コイル２６が設置されていないものである。）を用いたときの昇温特性を示す。また、図７中の破線は、通紙領域の定着温度を示す。
本実施の形態１では、通紙領域の端部の温度が第１の設定温度（１８０℃である。）以上になったときに対応する消磁コイル２６ｃを閉状態にして、第２の設定温度（定着設定温度の１７０℃である。）以下になったときに消磁コイル２６ｃを開状態にするように制御している。
【００７９】
図７に示すように、連続通紙が開始されると、記録媒体が接触する定着ローラ２０の「通紙領域」の温度は定着設定温度である１７０℃を維持するように制御される。そのため、記録媒体から熱量が奪われない定着ローラの「非通紙領域」の温度は上昇していく。したがって、消磁コイルを設置していない定着装置（グラフＱ０）はそのまま端部が昇温しつづける。
これに対して、本実施の形態１における定着ローラ２０は、端部の温度が第２の設定温度（１８０℃）に到達した時点で、消磁コイル２６ｃが閉状態となる。これにより、図に示すように、定着ローラ２０の端部の発熱が抑制されて、端部の温度が均一に保たれる。
【００８０】
以下、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置するメリットについてさらに説明する。
複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置することで、異なる幅方向サイズの記録媒体を連続通紙する際の、定着ローラ２０の温度制御が簡易化される。ここで、「異なる幅方向サイズの記録媒体の連続通紙」とは、例えば、Ａ５サイズの記録媒体を連続通紙した後に大サイズ（Ｂ５、Ａ４、Ａ３）の記録媒体を連続通紙する場合や、Ａ３サイズの記録媒体を連続通紙した後に小サイズ（Ａ４、Ｂ５、Ａ５）の記録媒体を連続通紙する場合である。
【００８１】
定着装置の誘導加熱部に１対の消磁コイルしか設置しない場合（例えば、Ａ４サイズに対応した消磁コイル２６ａのみしか設置しない場合）、１対の消磁コイルの開閉のみによって「異なるサイズの記録媒体の連続通紙」に対して定着ローラの温度を均一に制御することは非常に困難である。
図８（Ａ）は、Ａ４サイズに対応した消磁コイル２６ａのみを設置した定着装置における、定着ローラの幅方向の発熱量分布を示す。このような定着装置では、消磁コイルを閉状態にしたときの非加熱領域の発熱量が、小サイズの記録媒体を連続通紙した際に非通紙領域の温度が昇温しない（又は温度が低下する）ように制御しなければならない。図８（Ａ）に示すように、Ａ４サイズの記録媒体を連続通紙する際に、定着ローラの非通紙領域の温度が昇温せずに、通紙領域と同じ温度を維持するように消磁コイルを制御している。
【００８２】
そのような制御のもとで、消磁コイルが対応するサイズよりも小さい記録媒体（例えば、Ａ５サイズの記録媒体）を連続通紙すると、定着ローラ２０の温度分布は図８（Ｂ）のようになってしまう。定着ローラのＡ４サイズ非通紙領域の温度を通紙領域の温度と同等になるように消磁コイルを制御するため、Ａ５の通紙領域の端部から消磁コイルの端部（Ａ４サイズ通紙領域の端部）までの温度が非常に高い温度となってしまう。このため、Ａ５サイズの記録媒体を連続通紙した直後に、それよりも大きなサイズ（例えば、Ａ３サイズ）の記録媒体を連続通紙すると、出力画像の最初の数枚にＡ５とＡ４との間に相当する領域でホットオフセットが発生してしまう。
【００８３】
このような問題を解決するために、図９（Ａ）に示すように、Ａ４サイズの記録媒体を連続通紙する際に、定着ローラの非通紙領域の温度が低下するように消磁コイルを制御すると、Ａ５サイズの記録媒体を連続通紙した後の温度分布は図９（Ｂ）のようになる。図９（Ｂ）に示すように、Ａ４サイズ非通紙領域であってＡ３サイズ通紙領域にかかる領域の温度は、定着設定温度よりも低下してしまうために、Ａ３サイズの記録媒体を通紙すると、その範囲の定着性が低下してしまう。Ａ３サイズを通紙するためには、Ａ４サイズ非通紙領域であってＡ３サイズ通紙領域にかかる領域の温度を昇温させる必要があって、消磁コイルを開状態にしなくてはならないが、そうすると定着ローラの幅方向全域を加熱することになるために、定着ローラ中央部が過昇温してしまい、直ちにＡ３サイズを通紙することができない。
【００８４】
すなわち、定着装置の誘導加熱部に１対の消磁コイルしか設置しない場合には、いずれの制御をおこなっても、通紙する記録媒体のサイズ変更にともない、定着ローラの一部に過昇温が生じてしまう。
これに対して、本実施の形態１では、種々のサイズ記録媒体に対応して、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置しているために、通紙する記録媒体のサイズ変更があっても、定着ローラの一部に過昇温が生じる不具合を抑止することができる。
【００８５】
なお、小サイズ紙が連続的に通紙されたときの定着ローラの幅方向両端部の過昇温を抑止するために、種々のサイズ記録媒体に対応して、幅方向に分割された複数の励磁コイルを設置する方策も考えられる。しかし、その場合、複数の励磁コイルから発せられる磁束の干渉が生じてしまうために定着ローラの熱分布が不均一になってしまったり、複数の励磁コイルの制御が複雑化してしまったり、電源部が高コスト化してしまったりする。これに対して、本実施の形態１のように種々のサイズ記録媒体に対応して複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置する構成は、上述したような問題が生じることなく、着ローラの幅方向両端部の過昇温を抑止することができる。
【００８６】
図１０（Ａ）は、本実施の形態１の定着装置１９における、定着ローラ２０の発熱量分布を示す。
本実施の形態１では、第１の消磁コイル２６ａを閉じたときは、定着ローラ２０のＡ４サイズ非通紙領域の温度がＡ４サイズ通紙領域の温度と同等になるように制御される。同様に、第２の消磁コイル２６ｂを閉じたときは、定着ローラ２０のＢ５サイズ非通紙領域の温度がＢ５サイズ通紙領域の温度と同等になるように制御される。さらに、第３の消磁コイル２６ｃを閉じたときは、定着ローラ２０のＡ５サイズ非通紙領域の温度がＡ５サイズ通紙領域の温度と同等になるように制御される。このように複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを複数設けることにより、「異なるサイズの記録媒体の連続通紙」においても、良好な定着が確実におこなわれることになる。
【００８７】
図１０（Ｂ）は、本実施の形態１の定着装置１９において、Ｂ５サイズの記録媒体を連続通紙した直後の、定着ローラの温度分布を示す。上述したように、Ｂ５サイズの通紙開始後、Ｂ５サイズ非通紙領域の温度が第２の設定温度（１８０℃）に到達した時点で、消磁コイル２６ｂが閉状態となる。したがって、通紙直後であっても定着ローラの幅方向の温度は均一であり、直ちに他のサイズ（Ａ３、Ａ４サイズ又はＡ５サイズ）の記録媒体を通紙（定着）することができる。本願発明者が本実施の形態１の定着装置を用いて、Ｂ５サイズの記録媒体を連続通紙した後に、他のサイズ（Ａ３、Ａ４サイズ又はＡ５サイズ）の記録媒体を連続通紙したところ、いずれの場合もホットオフセットやコールドオフセットの発生は確認されなかった。
本実施の形態１では、各消磁コイル２６ａ〜２６ｃの発熱抑制率を等しくしているため、どのサイズの記録媒体を連続通紙しても非通紙領域の温度は一定に保たれる。
【００８８】
以下、図１１にて、連続通紙時の制御について説明する。
記録媒体の連続通紙が開始されると(ステップＳ１)、まず、その記録媒体が小サイズ紙（Ａ３サイズよりも小さなサイズである。）であるかが判別される（ステップＳ２）。その結果、記録媒体が小サイズ紙ではないものと判別された場合、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃのすべてを開状態にして(ステップＳ７)、本フローを終了する(ステップＳ８)。
これに対して、記録媒体が小サイズ紙であるものと判別された場合、さらに温度センサ５５によって検知された非通紙領域の温度ｔ１が所定値ｔ２よりも高いかが判別される(ステップＳ３)。
【００８９】
その結果、通紙領域の温度ｔ１が所定値ｔ２よりも高いと判別された場合には、非通紙領域の温度を下げる必要があるものとして、対応する消磁コイルを閉状態にする(ステップＳ４)。これに対して、非通紙領域の温度ｔ１が所定値ｔ２以下であると判別された場合には、非通紙領域の温度を上げる必要があるものとして、対応する消磁コイルを開状態にする(ステップＳ６)。
その後、同一サイズの記録媒体の連続通紙が終了しているかが判別され（ステップＳ５）、連続通紙が継続されていると判別された場合にはステップＳ３以降のフローが繰り返される。そして、連続通紙が終了したものと判別された場合には本フローを終了する(ステップＳ８)。
【００９０】
以上説明したように、本実施の形態１では、定着ローラ２０（発熱部材）を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ローラ２０に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６を幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部７０に対して消磁コイル２６を電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態１では、定着ローラ２０として、芯金２３上に、弾性層２２、発熱層２１（第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層）、酸化防止層、離型層、が積層されたものを用いた。しかし、定着ローラ２０の構成はこれに限定されることなく、例えば、定着ローラ２０として、芯金上に、断熱層、発熱層、弾性層、離型層が順次積層されたものを用いることもできる。
【００９２】
実施の形態２．
図１２〜図１５にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図１２は、実施の形態２における定着装置１９を示す断面図である。図１３は、図１２の定着装置における励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。本実施の形態２における定着装置１９は、可変される複数の調整範囲のうち隣り合う調整範囲の間をうめるように複数の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが幅方向に並設されている点が、可変される複数の調整範囲ごとに励磁コイル２５に対向する距離を変えて複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃが並設された前記実施の形態１のものとは相違する。
【００９３】
本実施の形態２における定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、発熱部材としての定着ローラ２０を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ローラ２０に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが幅方向両端部に設けられている。そして、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部（不図示である。）に対して消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを電気的に接続しないように構成している。また、励磁コイル２５は、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを介在して定着ローラ２０に対向している。
【００９４】
ここで、図１２及び図１３を参照して、本実施の形態２における定着装置は、前記実施の形態１のものとは異なり、３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが幅方向に並設されている。詳しくは、Ａ５サイズ端部とＢ５サイズ端部との間に第１の消磁コイル２６Ａが配設され、Ｂ５サイズ端部とＡ４サイズ端部との間に第２の消磁コイル２６Ｂが配設され、Ａ４サイズ端部とＡ３サイズ端部との間に第３の消磁コイル２６Ｃが配設されている。また、図１５を参照して、これらの消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃは、それぞれ、スイッチング素子としての切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃを有する電気回路に接続されている。
【００９５】
そして、可変された調整範囲に応じて３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃのうちその調整範囲に配設された消磁コイルを有するすべての電気回路の切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃが同時に開閉される。
具体的に、Ａ５サイズの記録媒体が通紙される場合には、その非通紙領域（調整範囲）に配設された３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃ（切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃ）がすべて閉鎖され、非通紙領域の加熱量が調整される。Ｂ５サイズの記録媒体が通紙される場合には、その非通紙領域に配設された２対の消磁コイル２６Ｂ、２６Ｃが閉鎖される。Ａ４サイズの記録媒体が通紙される場合には、その非通紙領域に配設された１対の消磁コイル２６Ｃが閉鎖される。さらに、Ａ３サイズの記録媒体が通紙される場合には、すべての消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが開放される。
このような構成により、前記実施の形態１と同様に、どの幅方向サイズの記録媒体を通紙しても、定着ローラ２０の幅方向の温度分布が均一化される。特に、本実施の形態２では、複数対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを、周方向ではなく、幅方向に配設しているために、誘導加熱部２４の周方向の厚みを薄くすることができる。
【００９６】
なお、本実施の形態２では、図１３を参照して、温度検知手段としての温度センサ５５が、各消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの対向位置に対応した位置と、幅方向中央部と、に配設されている。そして、これらの温度センサ５５の検知結果に基いて、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの開閉や励磁コイル２５への電力供給を制御している。
【００９７】
そして、本実施の形態２においても、前記実施の形態１における図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）で説明した制御と同等の制御がおこなわれる。これにより、図１０（Ａ）と同等の定着ローラ２０の発熱量分布を得ることができ、図１０（Ｂ）と同等の定着ローラの温度分布を得ることができる。すなわち、どのサイズの記録媒体を連続通紙しても非通紙領域の温度は一定に保たれる。本願発明者が本実施の形態２の定着装置を用いて、Ｂ５サイズの記録媒体を連続通紙した後に、他のサイズ（Ａ３、Ａ４サイズ又はＡ５サイズ）の記録媒体を連続通紙したところ、いずれの場合もホットオフセットやコールドオフセットの発生は確認されなかった。
【００９８】
ここで、本実施の形態２では、複数の調整範囲のうち最長の調整範囲よりも長い範囲を非通紙領域とする記録媒体（例えば、Ａ５サイズよりも小さなハガキサイズの記録媒体である。）を通紙するときに、複数の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃのうち少なくとも１つの消磁コイルを有する電気回路の切替スイッチを独立して開閉するように制御している。
詳しくは、各消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの発熱抑制率を高めに設定して、小サイズの非通紙領域の温度が通紙領域の温度より低温になるように設定する。そして、小サイズ紙の連続通紙中に非通紙領域の温度が大きく低下した場合、その非通紙領域の発熱を抑制している消磁コイルを開状態にすることにより、定着ローラ２０の幅方向の温度分布を常に適切に維持する。これにより、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが対応するサイズよりも小さいサイズの記録媒体を通紙しても、良好な定着性を得ることができる。
【００９９】
図１４は、３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃをそれぞれ単独で閉じたときの、定着ローラの発熱量分布を示している。詳しくは、図１４（Ａ）は第１の消磁コイル２６Ａのみが閉じられていて、図１４（Ｂ）は第２の消磁コイル２６Ｂのみが閉じられていて、図１４（Ｃ）は第３の消磁コイル２６Ｃのみが閉じられている。図に示すように、３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃをそれぞれ単独で閉じると、定着ローラ２０の発熱は、消磁コイルを閉じた領域だけが抑制される。したがって、小サイズ紙の連続通紙中に、非通紙領域の温度が大きく低下した場合は、その非通紙領域の発熱を抑制している消磁コイルを開ければ良い。
【０１００】
図１５（Ａ）は、本実施の形態２における定着装置１９を用いて、ハガキサイズ（１００ｍｍ）の記録媒体を連続通紙したときの、定着ローラ２０の幅方向の温度分布である。
通紙時には、すべての消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを閉状態としている。ただし、小サイズの非通紙領域の温度が通紙領域の温度より低温になるように消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを設定しているため、ハガキサイズ両端部からＡ５サイズ両端部までの非通紙領域の昇温が抑えられている。しかし、Ａ５サイズ両端部から定着ローラ両端部までの温度が非常に低くなっているため、ハガキサイズ通紙後にＢ５サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズを直ちに通紙することができない。
【０１０１】
ところが、この状態で、図１５（Ｂ）に示すように、第２の消磁コイル２６Ｂ（第２の切替スイッチ５１Ｃ）と第３の消磁コイル２６Ｃ（第３の切替スイッチ５１Ｃ）とを開状態にすることにより、Ｂ５サイズ非通紙領域であってＡ３サイズ通紙領域にかかる領域を昇温させることができる。
このとき、第１の消磁コイル２６Ａ（第１の切替スイッチ５１Ａ）を閉じていると、Ａ５両端部からＢ５両端部までの発熱は抑制されたままであるが、「ハガキサイズ両端とＡ５サイズ両端との間で発熱した熱量」及び「第２の消磁コイル２６Ｂを開けたときにＢ５サイズ両端とＡ４サイズ両端との間で発熱した熱量」が発熱抑制された領域に伝熱するため、定着ローラの幅方向の温度分布が均一化される。
【０１０２】
さらに、非通紙領域が過昇温した場合には、第２の消磁コイル２６Ｂと第３の消磁コイル２６Ｃとを再び閉状態にすれば良い。具体的に、定着ローラ２０の各消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの対向位置に対応する位置に設置された温度センサ５５の検知温度に基いて、第２の消磁コイル２６Ｂと第３の消磁コイル２６Ｃとの開閉制御をおこなうことにより、定着ローラの幅方向の温度分布は図１５（Ｂ）に示すように最適化される。
【０１０３】
以上説明したように、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、定着ローラ２０（発熱部材）を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ローラ２０に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６を幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部に対して消磁コイル２６を電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１０４】
実施の形態３．
図１６及び図１７にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図１６は、実施の形態３における定着装置の要部を示す図である。図１７は、図１６とは異なる定着装置の要部を示す図である。本実施の形態３における定着装置１９は、励磁コイル２５によって発生される磁束を打ち消す力が幅方向の位置によって異なるように消磁コイル２６が形成されている点が、前記実施の形態２のものとは相違する。
【０１０５】
本実施の形態３における定着装置の消磁コイル２６は、その目的に応じて発熱抑制率が設定されている。ここで、消磁コイル２６の発熱抑制率は、消磁コイル２６の形状により決定される。消磁コイルの形状とは、定着ローラの回転軸に直交する面におけるコイル導線部の断面積である。
図1６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すように、消磁コイル２６におけるコイル導線部の断面積に差異を設けたとき、断面積が大きくなるほど励磁コイル２５からの磁束がより多く消磁コイル２６を通過するため、消磁コイル２６の発熱抑制率が高くなる。すなわち、図1６（Ａ）の消磁コイルよりも、図１６（Ｂ）の消磁コイルの方が、発熱抑制率が高くなる。
【０１０６】
したがって、発熱の抑制効果を小さくしたい領域には断面積の小さな消磁コイルを設置して、発熱の抑制効果を大きくしたい領域には断面積の大きな消磁コイルを設置すればよい。また、各消磁コイルの発熱抑制効果を等しくしたい場合には、各消磁コイルの断面積を等しくすれば良い。
コイル導線部の断面積を制御する方法としては、１本の線束の太さで制御する方法を用いてもよいし、巻線の数を制御する方法を用いてもよい。具体的に、コイル導線部の断面積を大きくしたければ、１本の線束の太さを太くする。すなわち、束ねる線材の本数を増やすか、巻線の数を増やせばよい。消磁コイルの巻線の数を増やすと、発熱抑制率が高くなる効果に加えて、線束1本あたりに流れる電流を小さくする効果を得ることができる。消磁コイルに流れる電流を小さくすることで、消磁コイルのスイッチング素子の耐電流を小さくすることができるため、部品を低コスト化することができる。
【０１０７】
図１７は、図１６とは異なる別の定着装置の要部を示す図である。図１７（Ａ）は消磁コイル２６及び励磁コイル２５を幅方向にみた図であり、図１７（Ｂ）は第３の消磁コイル２６Ｃを示す断面図であり、図１７（Ｃ）は第２の消磁コイル２６Ｂを示す断面図である。
図１７に示すように、定着ローラの回転軸に垂直な面におけるコイル導線部の断面積は等しくても、コイル導線部によって作られるループ面積（ループ状に形成された領域の面積である。）を異ならせることにより、消磁コイルの発熱抑制率を調整することができる。具体的に、第２の消磁コイル２６Ｂのループ面積は、第３の消磁コイル２６Ｃのループ面積よりも大きく設定されていて、励磁コイル２５から発生する磁束をより多く鎖交させることができるため、発熱抑制率が高くなる。
【０１０８】
図１６や図１７のように、消磁コイルの発熱抑制率を幅方向位置によって異ならせるのは、次のような場合である。
例えば、定着ローラの幅方向中央部と幅方向両端部との熱分布を比較すると、両端部の方が定着ローラ、ジャーナル、軸受、側板等の他部材に熱が逃げるため温度が低下しやすい傾向がある。そのため、幅方向中央部近傍に配置する消磁コイルの発熱抑制率よりも、幅方向両端部に配置する消磁コイルの発熱抑制率を低く設定することで、定着ローラ両端部の温度が大きく低下してＡ３通紙時に定着不良が発生する不具合を抑止することができる。
【０１０９】
また、幅方向中央部近傍に配置される消磁コイルの発熱抑制率を高く設定することで、さらに小さいサイズの記録媒体の端部昇温に対応することができる。具体的に、Ａ５サイズよりも小さなハガキサイズの記録媒体を通紙すると、ハガキサイズ両端部からＡ５サイズ両端部までに過昇温が発生してしまう。このとき、Ａ５サイズ端部に設置されている消磁コイルの発熱抑制率を予め高く設定することで、過昇温を防止することができる。ハガキ通紙時にこの消磁コイルを閉じることにより、その領域の定着温度が急速に低下して、ハガキサイズ両端部からＡ５サイズ両端部の間で発熱した熱量を、定着ローラの幅方向外側に逃がすことができる。
【０１１０】
以上説明したように、定着ローラ２０の幅方向両端部に対向する消磁コイルよりも、幅方向中央部近傍に対向する消磁コイルの発熱抑制率を高くすることが好ましい。具体的に、定着部材の幅方向両端部に対向する消磁コイルよりも、幅方向中央部近傍に対向する消磁コイルの、コイル導線部の断面積を大きくするか、コイル巻数を多くすることが好ましい。また、定着ローラの幅方向両端部に対向する消磁コイルよりも、幅方向中央部近傍に対向する消磁コイルの、ループ面積を大きくすることが好ましい。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態３でも、前記各実施の形態と同様に、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１１２】
実施の形態４．
図１８にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図１８は、実施の形態４における定着装置の励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。本実施の形態４における定着装置１９は、複数の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが対ごと（サイズごと）に１つの電気回路を構成している点が、前記実施の形態２のものとは相違する。
【０１１３】
図１８に示すように、本実施の形態４では、幅方向両端にそれぞれ設置された３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを、それぞれ、電気的に接続して、各対の電気回路内に１つの切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃを設置した。
定着ローラの幅方向の中心を軸として対称に配置される１対の消磁コイルは、同時に開閉されることがほとんどである。そのため、図１８のように構成することで、切替スイッチや電気回路の個数を減らすことができて定着装置の低コスト化及び小型化が図れるとともに、スイッチ制御が容易化される。
【０１１４】
以上説明したように、本実施の形態４でも、前記各実施の形態と同様に、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１１５】
実施の形態５．
図１９にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図１９は、実施の形態５における定着装置１９を示す断面図である。本実施の形態５における定着装置１９は、定着部材として定着ベルト６０を用いている点が、定着部材として定着ローラ２０を用いている前記各実施の形態のものとは相違する。
【０１１６】
図１９に示すように、本実施の形態４における定着装置１９は、誘導加熱部２４、発熱部材としての定着ベルト６０（定着部材）、加熱部材としての支持ローラ４１、定着補助ローラ５０、加圧ローラ３０、等で構成される。
【０１１７】
ここで、定着補助ローラ５０は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ５０の弾性層は、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が３０〜６０度となるように形成されている。
【０１１８】
加熱部材としての支持ローラ４１は、ＳＵＳ３０４（非磁性ステンレス）で形成された第１非磁性材料層４１ａと、銅のめっき層からなる第２非磁性材料層４１ｂ（銅層）と、で構成される発熱層を有する。支持ローラ４１の第１非磁性材料層４１ａ及び第２非磁性材料層４１ｂの構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層の構成とほぼ同等である。
支持ローラ４１は、図１９の時計方向に回転する。そして、支持ローラ４１の発熱層４１ａ、４１ｂは、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって誘導加熱される。
【０１１９】
発熱層を備えた定着ベルト６０は、支持ローラ４１及び定着補助ローラ５０（２つのローラ部材である。）に張架・支持されている。
定着ベルト６０は、内周面側から、発熱層（第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層で構成されている。）、ニッケルからなる酸化防止層、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物からなる離型層、が積層されている。定着ベルト６０の各層の構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の各層の構成とほぼ同等である。
定着ベルト６０は、図１９の時計方向に周回する。そして、定着ベルト６０の発熱層は、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって直接的に誘導加熱される。
誘導加熱部２４は、前記実施の形態２のものと同様に、励磁コイル２５、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃ、第１コア２８、第２コア２９、コイルガイド２７、等で構成される。そして、前記各実施の形態と同様に、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃは、励磁コイル２５の電源部（不図示である。）に接続されていない。
【０１２０】
このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
定着補助ローラ５０の回転駆動によって、定着ベルト６０は図１９中の時計方向に周回するとともに、支持ローラ４１も時計方向に回転して、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。定着ベルト６０は、誘導加熱部２４との対向位置で加熱される。
【０１２１】
詳しくは、不図示の電源部から励磁コイル２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、励磁コイル２５から支持ローラ４１及び定着ベルト６０に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ４１表面と定着ベルト６０の発熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ４１及び発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ４１及び発熱層が加熱される。こうして、定着ベルト６０は、発熱した支持ローラ４１から受ける熱と、自身の発熱層の発熱と、によって加熱される。すなわち、定着ベルト６０は、誘導加熱部２４によって直接的に加熱される発熱部材として機能するとともに、誘導加熱部２４によって間接的に加熱される（支持ローラ４１を介して加熱される。）発熱部材として機能することになる。
【０１２２】
その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ベルト６０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
定着位置を通過した定着ベルト６０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
【０１２３】
以上説明したように、本実施の形態５においては、定着ベルト６０及び支持ローラ４１（発熱部材）を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ベルト６０及び支持ローラ４１に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部に対して消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ベルト６０及び支持ローラ４１の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ベルト６０及び支持ローラ４１の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態５では、定着ベルト６０と支持ローラ４１とがどちらも誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される構成とした。これに対して、定着ベルト６０及び支持ローラ４１のうちいずれか一方のみが、誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される構成とすることもできる。例えば、定着ベルト６０に発熱層を設けない場合には、支持ローラ４１のみが誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される発熱部材として機能するとともに、定着ベルト６０を加熱する加熱部材としても機能することになる。その場合も、本実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態５では、定着ベルト６０を介して支持ローラ４１の外周面に対向する位置に誘導加熱部２４を配設したが、支持ローラ４１の外周面に直接的に対向するように誘導加熱部２４を配設することもできる。すなわち、誘導加熱部２４を、定着ベルト６０を介することなく、支持ローラ４１に直接的に対向させることができる。その場合にも、本実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 画像形成装置本体（装置本体）、
１９ 定着装置、
２０ 定着ローラ（定着部材、発熱部材）、
２１ 発熱層、 ２２ 弾性層、 ２３ 芯金、
２４ 誘導加熱部、
２５ 励磁コイル、
２６、２６Ａ〜２６Ｃ、２６ａ〜２６ｃ 消磁コイル、
２７ コイルガイド、
２８ 第１コア、
２９ 第２コア（センターコア）、
３０ 加圧ローラ、 ４１ 支持ローラ（加熱部材）、
５０ 定着補助ローラ、
５１Ａ〜５１Ｃ、５１ａ〜５１ｃ 切替スイッチ（スイッチング素子）、
５５ 温度センサ（温度検知手段）、
６０ 定着ベルト（定着部材、発熱部材）、
７０ 電源部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２８】
【特許文献１】特開２００１−３４０９７号公報
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置とそこに設置される定着装置とに関し、特に、電磁誘導加熱方式を用いた定着装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、装置の立ち上がり時間が短く省エネルギー化された、電磁誘導加熱方式の定着装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
その一方で、電磁誘導加熱方式の定着装置は、幅方向サイズが小さな記録媒体（小サイズ紙）を連続的に定着した場合等に、発熱部材（又は定着部材）の両端部が過昇温しやすいことが知られている。
【０００３】
詳しくは、次の通りである。
一般的な画像形成装置は、幅方向（記録媒体の搬送方向に直交する方向である。）のサイズが異なる複数種の記録媒体に対して、画像形成ができるように構成されている。ここで、幅方向サイズの異なる記録媒体とは、ＪＩＳ寸法のＡ列やＢ列における種々の定形サイズの記録媒体の他に、不定形サイズの記録媒体も含まれる。また、同一サイズ（例えば、Ａ４サイズである。）の記録媒体であっても、長手方向を搬送方向にした場合と、短手方向（長手方向に直交する方向である。）を搬送方向にした場合とでは、幅方向サイズの異なる記録媒体を扱っていることになる。
【０００４】
このような幅方向サイズの異なる記録媒体を定着装置で定着する場合には、記録媒体の幅方向サイズに応じて、定着部材の幅方向の熱分布が変動して、温度ムラが生じてしまう場合がある。例えば、幅方向サイズの小さな記録媒体を通紙して定着する場合には、その記録媒体の幅方向サイズに対応する定着部材の位置（通紙領域である。）では熱が多く奪われて、その他の位置（非通紙領域である。）に比べて定着温度が低くなる。このような現象は、幅方向サイズの小さな記録媒体を連続的に通紙するような場合に、特に顕著になる。
【０００５】
したがって、定着部材の幅方向中央部の定着温度を基準として定着部材の幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着部材の幅方向中央部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向両端部の定着温度が上昇（過昇温）してしまうことになる。このように、定着部材の幅方向両端部の定着温度が上昇した状態で、幅方向サイズの大きな記録媒体を定着すると、温度上昇位置に対応した記録媒体上にホットオフセットが発生してしまう。さらに、幅方向両端部の定着温度が定着部材の耐熱温度を超えた場合には、定着部材に熱的破損が生じることも考えられる。
【０００６】
これに対して、定着部材の幅方向両端部の定着温度を基準として定着部材の幅方向全域の定着温度を制御しようとすると、定着部材の幅方向両端部の定着温度は所望の温度に制御できるものの、幅方向中央部の定着温度が下降してしまうことになる。このように、定着部材の幅方向中央部の定着温度が下降した状態で記録媒体を定着すると、温度下降位置に対応した記録媒体上にコールドオフセットが発生してしまう。
【０００７】
一方、特許文献１等には、上述した問題を解決することを目的として、発熱部材（導電性部材）を誘導加熱する主誘導コイル（励磁コイル）の他に、主誘導コイルによって発生される磁束を消失させるように磁束を発生させる副誘導コイルを幅方向両端部に設ける技術が開示されている。詳しくは、小サイズ紙が通紙されるときには、幅方向両端部に設置された副誘導コイルに電源から電流が供給されて、発熱部材の非通紙領域に作用する主誘導コイルによる磁束が減ぜられる。これに対して、大サイズ紙が通紙されるときには、幅方向両端部に設置された副誘導コイルに電流が供給されずに、発熱部材の幅方向全域にわたって主誘導コイルによる磁束が作用する。ここで、主誘導コイルと副誘導コイルとは、いずれも、１つの電源に接続されていて、その電源から電力が供給されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述した特許文献１等の定着装置は、小サイズ紙が通紙されるときに、幅方向両端部に設置された副誘導コイルによって、発熱部材の非通紙領域に作用する磁束が減ぜられるために、発熱部材（又は定着部材）の非通紙領域における過昇温を抑止する効果がある程度期待できる。
【０００９】
しかし、特許文献１等の定着装置は、主誘導コイルと副誘導コイルとが１つの電源から電力供給を受けているために、副誘導コイルへの電流の供給・非供給（オン・オフ）によって、主誘導コイルに供給される電流が大きく変動してしまう可能性があった。主誘導コイルに供給される電流が変動してしまうと、主誘導コイルによって加熱される発熱部材（又は定着部材）の加熱量が大きく変動して、定着温度のバラツキにともなう出力画像の定着ムラが生じることになる。
【００１０】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても発熱部材の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイルによって加熱される発熱部材の加熱量の変動が少ない、電磁誘導加熱方式の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】
【００１１】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、発熱層を有する発熱部材と、前記発熱部材に対向するとともに、磁束を発生させて当該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、前記励磁コイルに対向するとともに、前記励磁コイルによって発生される前記磁束によって誘導電流が流れて当該磁束を打ち消す方向の磁束を幅方向の一部に発生させる消磁コイルと、を備え、前記消磁コイルは、前記励磁コイルに交番電流を供給する電源部に対して電気的に接続されていないものである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記消磁コイルを有する電気回路に電力を供給しないように構成したものである。
【００１３】
また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記消磁コイルは、前記電源部とは別の第２電源部に接続されたものである。
【００１４】
また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記消磁コイルを有する電気回路を開閉するスイッチング素子を備え、前記消磁コイルは、記録媒体の非通紙領域に対応する調整範囲に配設され、前記スイッチング素子による前記電気回路の開閉によって前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御するものである。
【００１５】
また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４に記載の発明において、前記調整範囲における前記発熱部材の温度を検知する温度検知手段を備え、前記スイッチング素子は、前記温度検知手段の検知結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されるものである。
【００１６】
また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４に記載の発明において、前記記録媒体が連続的に通紙される時間又は枚数を検出する検出手段を備え、前記スイッチング素子は、前記検出手段の検出結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されるものである。
【００１７】
また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記調整範囲は、複数種の記録媒体の幅方向サイズに対応して可変され、前記消磁コイルは、可変された前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御できるように構成されたものである。
【００１８】
また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７に記載の発明において、前記消磁コイルを、可変される複数の前記調整範囲ごとに前記励磁コイルに対向する距離を変えて並設された複数の消磁コイルとしたものである。
【００１９】
また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８に記載の発明において、可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち対応する消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を開閉するものである。
【００２０】
また、請求項１０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項７に記載の発明において、前記消磁コイルを、可変される複数の前記調整範囲のうち隣り合う調整範囲の間をうめるように幅方向に並設された複数の消磁コイルとしたものである。
【００２１】
また、請求項１１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１０に記載の発明において、可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち当該調整範囲に配設された消磁コイルを有するすべての電気回路のスイッチング素子を同時に開閉するものである。
【００２２】
また、請求項１２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記複数の調整範囲のうち最長の調整範囲よりも長い範囲を非通紙領域とする記録媒体を通紙するときに、前記複数の消磁コイルのうち少なくとも１つの消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を独立して開閉するものである。
【００２３】
また、請求項１３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の発明において、前記複数の消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力がそれぞれ異なるように形成されたものである。
【００２４】
また、請求項１４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項４〜請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記消磁コイルは、その幅方向端部が記録媒体の通紙領域の幅方向端部に対応する位置に一致するように配設されたものである。
【００２５】
また、請求項１５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記励磁コイルは、前記消磁コイルを介在して前記発熱部材に対向するように配設されたものである。
【００２６】
また、請求項１６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の発明において、前記消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力が幅方向の位置によって異なるように形成されたものである。
【００２７】
また、請求項１７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１６に記載の発明において、前記消磁コイルは、幅方向に直交する断面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたものである。
【００２８】
また、請求項１８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１６又は請求項１７に記載の発明において、前記消磁コイルは、その巻数又は／及びループ面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたものである。
【００２９】
また、請求項１９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材としたものである。
【００３０】
また、請求項２０記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１９に記載の発明において、前記定着部材を、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラとしたものである。
【００３１】
また、請求項２１記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１９に記載の発明において、前記定着部材は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたものである。
【００３２】
また、請求項２２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の発明において、前記発熱部材を、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材としたものである。
【００３３】
また、請求項２３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項２２に記載の発明において、前記定着部材は、定着ベルトであって、前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、前記励磁コイルは、前記支持ローラの外周面に対向するように配設されたものである。
【００３４】
また、この発明の請求項２４記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項２３のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明は、発熱部材を誘導加熱する励磁コイルの他に、励磁コイルによって発生される磁束によって誘導電流が流れて発熱部材に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイルを幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイルに交番電流を供給する電源部に対して消磁コイルを電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても発熱部材の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイルによって加熱される発熱部材の加熱量の変動が少ない、電磁誘導加熱方式の定着装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の画像形成装置に設置された定着装置を示す断面図である。
【図３】励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。
【図４】消磁コイルを有する電気回路を示す回路図である。
【図５】誘導加熱部によって発生される磁束の状態を示す図である。
【図６】消磁コイルの配置を変えたときの、磁束の状態を示す図である。
【図７】非通紙領域における定着ローラの昇温特性を示すグラフである。
【図８】従来の定着ローラの発熱量分布及び温度分布を示すグラフである。
【図９】従来の定着ローラの発熱量分布及び温度分布を示す別のグラフである。
【図１０】本実施の形態１における定着ローラの発熱量分布及び温度分布を示すグラフである。
【図１１】連続通紙時の制御を示すフローチャートである。
【図１２】この発明の実施の形態２における定着装置を示す断面図である。
【図１３】図１２の定着装置における励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。
【図１４】複数の消磁コイルを単独で閉じたときの定着ローラの発熱量を示す分布図である。
【図１５】ハガキサイズの記録媒体を連続通紙したときの定着ローラの温度を示す分布図である。
【図１６】この発明の実施の形態３における定着装置の要部を示す図である。
【図１７】図１６とは異なる定着装置の要部を示す図である。
【図１８】この発明の実施の形態４における定着装置の励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。
【図１９】この発明の実施の形態５における定着装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００３８】
実施の形態１．
図１〜図１１にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機の装置本体、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される感光体ドラム、１２は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上を帯電する帯電部、１３は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、１４は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐ上に重ねて転写する転写バイアスローラ、１５は各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、を示す。
【００３９】
また、１６は転写ベルト１７を清掃する転写ベルトクリーニング部、１７は複数色のトナー像が記録媒体Ｐ上に重ねて担持されるように記録媒体Ｐを搬送する転写ベルト、１９は記録媒体Ｐ上のトナー像（未定着画像）を定着する電磁誘導加熱方式の定着装置、を示す。
【００４０】
以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
【００４１】
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。
【００４２】
そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光（露光光）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に向けて発せられる。
【００４３】
一方、４つの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫの表面は、帯電部１２との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。
【００４４】
イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目の感光体ドラム１１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部１２にて帯電された後の感光体ドラム１１Ｙ上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。
【００４５】
同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目の感光体ドラム１１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目の感光体ドラム１１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目の感光体ドラム１１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。
【００４６】
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、現像部１３との対向位置に達する。そして、各現像部１３から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、転写ベルト１７の内周面に当接するように転写バイアスローラ１４が設置されている。そして、転写バイアスローラ１４の位置で、転写ベルト１７上の記録媒体Ｐに、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（転写工程である。）。
【００４７】
そして、転写工程後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部１５との対向位置に達する。そして、クリーニング部１５で、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫにおける一連の作像プロセスが終了する。
【００４８】
他方、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫ上の各色のトナーが重ねて転写（担持）された記録媒体Ｐは、図中の矢印方向に走行して、分離チャージャ１８との対向位置に達する。そして、分離チャージャ１８との対向位置で、記録媒体Ｐに蓄積された電荷が中和されて、トナーのちり等を生じさせることなく記録媒体Ｐが転写ベルト１７から分離される。
その後、転写ベルト１７表面は、転写ベルトクリーニング部１６の位置に達する。そして、転写ベルト１７上に付着した付着物が転写ベルトクリーニング部１６に回収される。
【００４９】
ここで、転写ベルト１７上に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、不図示の搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、転写ベルト１７の位置に向けて搬送される。
【００５０】
そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、転写ベルト１７から分離された後に定着装置１９に導かれる。定着装置１９では、定着ローラと加圧ローラとの間（定着ニップ部である。）にて、カラー画像（トナー）が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、不図示の排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００５１】
次に、画像形成装置本体１に設置される定着装置１９の構成・動作について詳述する。
図２に示すように、定着装置１９は、誘導加熱部２４（磁束発生手段）、発熱部材としての定着ローラ２０、加圧ローラ３０、温度検知手段としての温度センサ５５、等で構成される。
ここで、発熱部材としての定着ローラ２０（定着部材）は、ＳＵＳ３０４等の非磁性材料からなる中空構造の芯金２３の表面に、弾性層２２、発熱層２１等を形成した多層構造体である。
【００５２】
詳しくは、定着ローラ２０は、その外径が４０ｍｍ程度であって、芯金２３上に、弾性層２２、発熱層２１、酸化防止層（不図示である。）、離型層（不図示である。）、等が積層されている。
芯金２３は、ＳＵＳ３０４等の非磁性ステンレスで形成され、その肉厚は０．４ｍｍになっている。これにより、熱容量が小さくなって、電磁誘導加熱のエネルギーが発熱層２１に集中しやすくなる。
弾性層２２は、シリコーンゴム等の弾性材料からなり、その厚さは５０〜５００μｍになっている。これにより、熱容量がそれ程大きくなく、良好な定着画像を得ることができる。
【００５３】
発熱層２１は、第１非磁性層と第２非磁性層との２層構造とすることができる。
第１非磁性材料層としては、非磁性材料層としてのＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３１６（いずれも非磁性ステンレス）等を用いることができる。
第２非磁性材料層としては、銅（Ｃｕ）を用いることができる。第２非磁性材料層は、その層厚が５〜３５μｍの範囲内になるように、第１非磁性材料層上にめっき処理にて形成されている。第２非磁性材料層の体積抵抗率は１．７×１０-8Ω・ｍとなっていて、第１非磁性材料層の体積抵抗率よりも小さくなっている。なお、第２非磁性材料層としては、銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）等を用いることもできる。
第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層からなる発熱層２１は、誘導加熱部２４（磁束発生手段）から発せられる磁束によって電磁誘導加熱される。
【００５４】
定着ローラ２０の酸化防止層は、ニッケル（Ｎｉ）で形成され、その厚さは５μｍ以下になるように設定されている。酸化防止層は、銅層としての第２非磁性材料層の酸化を防止するためのものである。
定着ローラ２０の離型層は、ＰＦＡ等のフッ素化合物で形成され、その厚さは３０μｍになっている。離型層は、トナー像（トナー）Ｔが直接的に接する定着ローラ２０表面のトナー離型性を高めるためのものである。
このように本実施の形態１における定着ローラ２０は、トナー像を溶融する定着部材として機能するとともに、誘導加熱部２４によって直接的に加熱される発熱部材としても機能することになる。
【００５５】
なお、本実施の形態１では、発熱層２１を第１非磁性層と第２非磁性層との２層構造としたが、発熱層２１を磁性金属材料からなる単層構造とすることもできる。発熱層２１を形成する磁性金属材料としては、層厚が１０μｍ程度のニッケル（Ｎｉ）を用いることができる。また、発熱層２１を形成する磁性金属材料として、鉄、コバルト、ニッケル、銅、又は、それらの合金等を用いることもできる。
【００５６】
加圧ローラ３０は、アルミニウム、銅等からなる円筒部材３２上にフッ素ゴム、シリコーンゴム等の弾性層３１が形成されたものである。加圧ローラ３０の弾性層３１は、肉厚が０．５〜２ｍｍで、アスカー硬度が６０〜９０度となるように形成されている。加圧ローラ３０は、定着ローラ２０に圧接している。そして、定着ローラ２０と加圧ローラ３０との当接部（定着ニップ部である。）に、記録媒体Ｐが搬送される。
【００５７】
誘導加熱部２４は、定着ローラ２０の外周面に対向するように配設されている。誘導加熱部２４は、励磁コイル２５、消磁コイル２６（コイル状導体）、第１コア２８、第２コア２９（センターコア）、コイルガイド２７（絶縁支持部材）、等で構成される。
【００５８】
励磁コイル２５は、外周面が絶縁被覆された外径０．１５ｍｍの銅線が９０本束ねられた線束であって、定着ローラ２０の外周面に消磁コイル２６を介在して対向するように配設されている。詳しくは、図３を参照して、励磁コイル２５は、第２コア２９の周りを周回するように、定着ローラ２０の表面を覆うコイルガイド２７上の全域にわたって渦巻状に配設されている。励磁コイル２５の幅方向の長さは、定着ローラ２０の幅方向（回転軸方向）の長さ（Ａ３サイズよりやや大きく、３１０ｍｍ程度である。）とほぼ等しい。励磁コイル２５は、直線部と曲線部とを有するが、定着ローラ２０に作用する磁束が均一になるように直線部の長さが定着ローラ２０の幅方向の長さとほぼ等しくなるように設定されている。
図２に示すように、励磁コイル２５は、電源部７０に接続されていて、交番電流の供給により発熱層２１を誘導加熱するための磁束を発生する。
【００５９】
消磁コイル２６は、外周面が絶縁被覆された外径０．１５ｍｍの銅線が９０本束ねられた線束であって、励磁コイル２５に対向するように配設されている。そして、励磁コイル２５によって発生される磁束によって消磁コイル２６に誘導電流が流れて、消磁コイル２６から励磁コイル２５の磁束を打ち消す方向の磁束が幅方向の一部（非通紙領域である。）に発生される。
詳しくは、消磁コイル２６は、可変される複数の調整範囲（非通紙領域）ごとに励磁コイル２５に対向する距離を変えて並設された複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃで構成される。具体的に、図２及び図３を参照して、励磁コイル２５に最も遠い位置であって、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ）の記録媒体Ｐにおける非通紙領域に対応する位置（幅方向両端部）には、第１の励磁コイル２６ａが配設されている。第１の励磁コイル２６ａよりも励磁コイル２５に近い位置であって、Ｂ５サイズ（１８２ｍｍ）の記録媒体Ｐにおける非通紙領域に対応する位置には、第２の励磁コイル２６ｂが配設されている。励磁コイル２５に最も近い位置であって、Ａ５サイズ（１４８ｍｍ）の記録媒体Ｐにおける非通紙領域に対応する位置には、第３の励磁コイル２６ｃが配設されている。各消磁コイル２６ａ〜２６ｃは、それぞれ、第２コア２９の一部（幅方向端部）の周りを周回するように渦巻状に配設されている。なお、各消磁コイル２６ａ〜２６ｃの幅方向端部は、それぞれの記録媒体Ｐの通紙領域の幅方向端部に対応する位置に一致するように配設されている。
【００６０】
ここで、消磁コイル２６は、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部７０に対して電気的に接続されていない。詳しくは、図４に示すように、各消磁コイル２６ａ〜２６ｃは、それぞれ、スイッチング素子としての切替スイッチ５１ａ〜５１ｃを備えた電気回路に設置されている。消磁コイル２６ａ〜２６ｃ及び切替スイッチ５１ａ〜５１ｃを備えた電気回路は、電源部７０とは接続されておらず、電源部７０を有する電気回路に対して独立した閉回路である。
そして、各切替スイッチ５１ａ〜５１ｃによる電気回路の開閉によって、所望の調整範囲における発熱層２１の加熱量（発熱量）を調整制御する。例えば、Ａ４サイズの記録媒体Ｐが連続的に通紙されてその非通紙領域に対応する調整範囲の加熱量を調整したいときに、３つの切替スイッチ５１ａ〜５１ｃのうち第１の切替スイッチ５１ａのみを閉じて、第１の消磁コイル２６ａのみを動作（磁束発生）させて励磁コイル２５の幅方向両端部（Ａ４サイズ非通紙領域）の磁束を消磁する。これにより、定着ローラ２０における非通紙領域の過昇温を抑止することができる。ここで、励磁コイル２５の電源部７０は、消磁コイル２６に接続されていないために、励磁コイル２５に流れる電流が変動することがない。したがって、励磁コイル２５による定着ローラ２０の加熱量も安定して、定着温度のバラツキにともない出力画像の定着ムラが生じる不具合を抑止することができる。
【００６１】
なお、本実施の形態１では、消磁コイル２６を有する電気回路に電力を供給しないように構成したが、電源部７０とは別の第２電源部に消磁コイル２６を接続して消磁コイル２６から積極的に消磁のための磁束を発生させることもできる。その場合にも、上述した効果と同等の効果を得ることができる。
【００６２】
図２を参照して、コイルガイド２７は、耐熱性が高く絶縁性の樹脂材料等からなり、定着ローラ２０との対向面の側で励磁コイル２５及び消磁コイル２６を保持する。
第１コア２８は、定着ローラ２０の外周面に対して励磁コイル２５及び消磁コイル２６を介して周方向に対向するように配設されている。第１コア２８の材料としては、フェライト、パーマロイ等の強磁性体であって電気抵抗率の高いものが好ましい。
第２コア２９は、第１コア２８よりも定着ローラ２０の外周面に近接して対向するとともに、幅方向（図２の紙面垂直方向である。）に延設されている。第２コア２９の幅方向の長さは、定着ローラ２０の幅方向（回転軸方向）の長さとほぼ等しい。また、図３を参照して、第２コア２９は、３組の消磁コイル２６ａ〜２６ｃとの干渉を避けるために、幅方向に隙間（又は切欠）が設けられている。第２コア２９の材料としては、フェライト、パーマロイ等の強磁性体であって電気抵抗率の高いものが好ましい。なお、第２コア２９Ａ〜２９Ｄは、一体成型によるものである必要はなく、短いＩ型のコアを定着ローラ２０とほぼ等しい長さになるように連結して構成することもできる。
【００６３】
また、図２及び図３を参照して、定着ローラの外周面に対向する位置であって、非通紙領域に対応する幅方向端部には、定着ローラ２０の温度を検知する温度検知手段としての温度センサ５５が配設されている。本実施の形態１では、温度センサ５５として、定着ローラ２０表面の温度を非接触で検知するサーモパイルを用いている。サーモパイルは、反応速度が早いため、細やかな温度制御が可能となる。そして、温度センサ５５による定着温度の検知結果に基いて、上述した切替スイッチ５１ａ〜５１ｃによる電気回路（消磁コイル２６ａ〜２６ｃ）の開閉制御がおこなわれる。これにより、定着ローラ２０の調整範囲（非通紙領域）の過昇温を確実に抑止することができる。なお、温度センサ５５としては、サーモパイルの他に、接触型のサーミスタ等を用いることもできる。
ここで、本実施の形態１において、小サイズの記録媒体Ｐが連続的に通紙される時間又は枚数を検出する検出手段を設けて、その検出結果に基いて切替スイッチ５１ａ〜５１ｃによる電気回路（消磁コイル２６ａ〜２６ｃ）の開閉制御をおこなうこともできる。その場合にも、上述した効果とほぼ同等の効果を得ることができる。
【００６４】
このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
不図示の駆動モータによって、定着ローラ２０が図２の時計方向に回転駆動されると、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。そして、定着部材としての定着ローラ２０は、誘導加熱部２４との対向位置（対向面）で、誘導加熱部２４から発生される磁束によって加熱される。
【００６５】
詳しくは、不図示の電源部から励磁コイル２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、励磁コイル２５から発熱層２１に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、定着ローラ２０の発熱層２１に渦電流が生じて、発熱層２１はその電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導加熱される。こうして、定着ローラ２０は、自身の発熱層２１の誘導加熱によって加熱される。このとき、消磁コイル２６の動作が適宜に制御されて、定着ローラ２０の幅方向の加熱範囲が調整される。
【００６６】
その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ローラ２０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
詳しくは、先に説明した作像プロセスを経てトナー像Ｔを担持した記録媒体Ｐが、不図示のガイド板に案内されながら定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間に送入される（矢印Ｙ１の搬送方向の移動である。）。そして、定着ローラ２０から受ける熱と加圧ローラ３０から受ける圧力とによってトナー像Ｔが記録媒体Ｐに定着されて、記録媒体Ｐは定着ローラ２０と加圧ローラ３０との間から送出される。
【００６７】
定着位置を通過した定着ローラ２０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態１では、励磁コイル２６の他に消磁コイル２６を幅方向両端部に設けるとともに、励磁コイル２５の電源部７０に対して消磁コイル２６を電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を軽減することができる。
【００６９】
以下、図５を用いて、励磁コイル２５の他に消磁コイル２６を配置することで、定着ローラ２０（発熱部材）の加熱を抑制するメカニズムについて説明する。図５は、誘導加熱部２４によって発生される磁束の状態を示す図である。
図５（Ａ）は、消磁コイル２６が電気的にオープンな状態（本実施の形態１では、第３の切替スイッチ５１ｃが開放された状態となっている。）における磁束の状態を示している。図５（Ａ）に示すように、切替スイッチが開放された場合（消磁コイル２６が動作しない場合）、励磁コイル２５から発生する磁束Ｂ１は、コア２８、２９を経路として発熱層２１を通過して再びコア２８、２９に戻る。このとき、磁束Ｂ１は発熱層２１を通過する磁気回路を形成することになる。そのため、発熱層２１に誘導電流が流れて、発熱層２１はジュール熱により発熱する。
このとき、消磁コイル２６は電気的にオープンであるために、コイルとしてではなく、単なる絶縁された細い線材の束となり、励磁コイル２５の磁束Ｂ１に大きな影響を与えない。これは、金属の面積がある大きさ以上でなければ、その金属には渦電流が流れないという現象によるものである。
【００７０】
図５（Ｂ）は、消磁コイル２６が電気的にショートしている状態（本実施の形態１では、第３の切替スイッチ５１ｃが閉鎖された状態となっている。）における磁束の状態を示している。図５（Ｂ）に示すように、励磁コイル２５から発生する磁束Ｂ１は、消磁コイル２６（２６ｃ）から発生する磁束Ｂ２により打ち消されて、非常に弱い磁束となる。詳しくは、励磁コイル２５から発生した磁束Ｂ１は、その大部分が消磁コイル２６を貫いた後に、発熱層２１に達する。その際、消磁コイル２６では、コイルの電磁気的特性により、貫いた磁束Ｂ１を打ち消す方向に逆起電力が発生して、それにともない消磁コイル２６に電流が流れて、磁束Ｂ１を打ち消す磁束Ｂ２を発生させる。こうして、発熱層２１を加熱させる磁束Ｂ１は非常に弱くなり、消磁コイル２６に対向する位置（幅方向両端部）において定着ローラ２０の加熱量を低下させることができる。
本実施の形態１では、切替スイッチ５１ａ〜５１ｃの制御によって、図５（Ａ）の状態と図５（Ｂ）の状態とを切り替えて、定着ローラ２０の幅方向の発熱量分布を最適化している。
【００７１】
なお、上述の説明では簡単のため消磁コイル２６がオープンであるとき励磁コイル２５の磁束に大きな影響を与えないとしたが、実際には少量ながら励磁コイル２５からの磁束を消費する。そのため、消磁コイル２６を構成する細線によっては、発熱層２１を加熱する効率が低下することがある。したがって、消磁コイル２６を構成する細線は、一定の断面積以下であることが望ましい。具体的に、消磁コイル２６を構成する細線の断面積は、励磁コイル２５を構成している細線の断面積に対して、同等であるかそれ以下であることが望ましい。
【００７２】
ここで、本実施の形態１では、定着ローラ２０の外周面側から、消磁コイル２６、励磁コイル２５、の順に配置している。これは、励磁コイル２５から発生する磁束をより多く消磁コイル２６に通すためである。
本実施の形態１では、励磁コイル２５と消磁コイル２６とが電気的に接続されていないため、消磁コイル２６の起電力は励磁コイル２５から発生する磁束によって誘起される逆起電力だけである。したがって、電源から消磁コイル２６に電力を供給する構成と比較すると、励磁コイル２５、消磁コイル２６、発熱部材２０の位置関係が、消磁コイル２６の発熱抑制率に大きな影響を与える。
図６は、励磁コイル２５から発生する磁束の状態をさらに詳しく示した図である。図６に示すように、励磁コイル２５から発生する磁束は、コア２８、２９を通るもの（図５で示したものである。）の他に、発熱層２１を直接透過して加熱する漏れ磁束が存在する。
【００７３】
したがって、図６（Ａ）に示すように、励磁コイル２５、消磁コイル２６、発熱部材２０の順に配置した場合（本実施の形態１の構成である。）、励磁コイル２５からの磁束は、コアを通る磁束も漏れ磁束も消磁コイル２６を貫くために、そのほとんどが消磁コイル２６の磁束によって打ち消されることになる。すなわち、消磁コイル２６の発熱抑制効果が高められる。
これに対して、図６(Ｂ)に示すように、消磁コイル２６、励磁コイル２５、発熱部材２０の順に配置した場合、励磁コイル２５から発生した磁束のうちコアを通る磁束だけが消磁コイルによって打ち消されて、漏れ磁束は消磁コイルの影響を受けず発熱層２１を加熱してしまう。すなわち、消磁コイル２６の発熱抑制効果は不充分なものになってしまう。
【００７４】
本願発明者が、図６（Ａ）の発熱層２１の発熱量と、図６（Ｂ）の発熱層２１の発熱量と、を誘導加熱シミュレーションにより計算したところ、次のような結果を得た。なお、計算において、消磁コイル２６と励磁コイル２５との位置関係以外の条件は、すべて同等とした。
その結果、図６（Ｂ）の発熱層２１の発熱量は、消磁コイル２６（切替スイッチ）を閉鎖したとき７０％程度しか低減しなかった。これに対して、図６（Ａ）の発熱層２１の発熱量は、消磁コイル２６（切替スイッチ）を閉鎖したとき５５％程度にまで低減していた。なお、発熱量の計算結果は、それぞれの定着装置において、消磁コイル２６を開放したときの発熱層２１の発熱量を１００としたときの、消磁コイル２６を閉鎖したときの発熱層２１の発熱量の割合である。
以上の結果から、定着ローラ２０（発熱部材）の外周面側から、消磁コイル２６、励磁コイル２５、の順に配置することで、励磁コイル２５の漏れ磁束を消磁コイル２６に通すことができて、消磁コイル２６の発熱抑制効果を高められることがわかる。
【００７５】
以下、記録媒体Ｐの通紙時における、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃの動作について説明する。
先に説明したように、Ａ４サイズの記録媒体の非通紙領域に対応する位置には第１の消磁コイル２６ａが配設され、Ｂ５サイズの記録媒体の非通紙領域に対応する位置には第２の消磁コイル２６ｂが配設され、Ａ５サイズの記録媒体の非通紙領域に対応する位置には第３の消磁コイル２６ｃが配設されている。
【００７６】
本実施の形態１における画像形成装置は、通紙可能な記録媒体Ｐの最大幅方向長さがＡ３サイズ（２９７ｍｍ）に設定されている。したがって、Ａ３サイズの記録媒体を通紙する際には、すべての消磁コイル２６ａ〜２６ｃ（切替スイッチ５１ａ〜５１ｃ）を開状態として、定着ローラ２０を幅方向全域にわたって加熱する。
Ａ４サイズを通紙する際には、Ａ４サイズ端部から定着ローラの端部にかけて配置されている第１の消磁コイル２６ａのみを閉状態として、Ａ４サイズ通紙時における定着ローラ２０の非通紙領域の発熱量を低減させる。
Ｂ５サイズを通紙する際には、Ｂ５サイズ端部から定着ローラの端部にかけて配置されている第２の消磁コイル２６ｂのみを閉状態として、Ｂ５サイズ通紙時における定着ローラ２０の非通紙領域の発熱量を低減させる。
Ａ５サイズを通紙する際には、Ａ５サイズ端部から定着ローラの端部にかけて配置されている第３の消磁コイル２６ｃのみを閉状態として、Ａ５サイズ通紙時における定着ローラ２０の非通紙領域の発熱量を低減させる。
【００７７】
このように幅方向サイズの異なる複数種の記録媒体の非通紙領域に対向する位置（調整範囲）に、それぞれ、消磁コイル２６ａ〜２６ｃを配設して、対応する消磁コイルの開閉動作を適宜おこなうことにより、幅方向サイズの異なる複数種の記録媒体のうちいずれの記録媒体を通紙しても、定着ローラの幅方向の温度分布を最適化することができる。
なお、先に説明した温度センサ５５（温度検知手段）は、定着ローラ２０のＡ５、Ｂ５、Ａ４、Ａ３の各サイズの通紙領域の端部に対応する位置にそれぞれ配置してもよい。そして、複数の温度センサ５５によって検知された結果に基いて、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃの開閉や励磁コイル２５への電力投入を制御することができる。
【００７８】
図７は、Ｂ５サイズの記録媒体を連続的に通紙したときの、非通紙領域における定着ローラの昇温特性を示すグラフである。
図７において、グラフＱ１は本実施の形態１における定着装置を用いたときの昇温特性を示し、グラフＱ０は従来の定着装置（消磁コイル２６が設置されていないものである。）を用いたときの昇温特性を示す。また、図７中の破線は、通紙領域の定着温度を示す。
本実施の形態１では、通紙領域の端部の温度が第１の設定温度（１８０℃である。）以上になったときに対応する消磁コイル２６ｃを閉状態にして、第２の設定温度（定着設定温度の１７０℃である。）以下になったときに消磁コイル２６ｃを開状態にするように制御している。
【００７９】
図７に示すように、連続通紙が開始されると、記録媒体が接触する定着ローラ２０の「通紙領域」の温度は定着設定温度である１７０℃を維持するように制御される。そのため、記録媒体から熱量が奪われない定着ローラの「非通紙領域」の温度は上昇していく。したがって、消磁コイルを設置していない定着装置（グラフＱ０）はそのまま端部が昇温しつづける。
これに対して、本実施の形態１における定着ローラ２０は、端部の温度が第２の設定温度（１８０℃）に到達した時点で、消磁コイル２６ｃが閉状態となる。これにより、図に示すように、定着ローラ２０の端部の発熱が抑制されて、端部の温度が均一に保たれる。
【００８０】
以下、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置するメリットについてさらに説明する。
複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置することで、異なる幅方向サイズの記録媒体を連続通紙する際の、定着ローラ２０の温度制御が簡易化される。ここで、「異なる幅方向サイズの記録媒体の連続通紙」とは、例えば、Ａ５サイズの記録媒体を連続通紙した後に大サイズ（Ｂ５、Ａ４、Ａ３）の記録媒体を連続通紙する場合や、Ａ３サイズの記録媒体を連続通紙した後に小サイズ（Ａ４、Ｂ５、Ａ５）の記録媒体を連続通紙する場合である。
【００８１】
定着装置の誘導加熱部に１対の消磁コイルしか設置しない場合（例えば、Ａ４サイズに対応した消磁コイル２６ａのみしか設置しない場合）、１対の消磁コイルの開閉のみによって「異なるサイズの記録媒体の連続通紙」に対して定着ローラの温度を均一に制御することは非常に困難である。
図８（Ａ）は、Ａ４サイズに対応した消磁コイル２６ａのみを設置した定着装置における、定着ローラの幅方向の発熱量分布を示す。このような定着装置では、消磁コイルを閉状態にしたときの非加熱領域の発熱量が、小サイズの記録媒体を連続通紙した際に非通紙領域の温度が昇温しない（又は温度が低下する）ように制御しなければならない。図８（Ａ）に示すように、Ａ４サイズの記録媒体を連続通紙する際に、定着ローラの非通紙領域の温度が昇温せずに、通紙領域と同じ温度を維持するように消磁コイルを制御している。
【００８２】
そのような制御のもとで、消磁コイルが対応するサイズよりも小さい記録媒体（例えば、Ａ５サイズの記録媒体）を連続通紙すると、定着ローラ２０の温度分布は図８（Ｂ）のようになってしまう。定着ローラのＡ４サイズ非通紙領域の温度を通紙領域の温度と同等になるように消磁コイルを制御するため、Ａ５の通紙領域の端部から消磁コイルの端部（Ａ４サイズ通紙領域の端部）までの温度が非常に高い温度となってしまう。このため、Ａ５サイズの記録媒体を連続通紙した直後に、それよりも大きなサイズ（例えば、Ａ３サイズ）の記録媒体を連続通紙すると、出力画像の最初の数枚にＡ５とＡ４との間に相当する領域でホットオフセットが発生してしまう。
【００８３】
このような問題を解決するために、図９（Ａ）に示すように、Ａ４サイズの記録媒体を連続通紙する際に、定着ローラの非通紙領域の温度が低下するように消磁コイルを制御すると、Ａ５サイズの記録媒体を連続通紙した後の温度分布は図９（Ｂ）のようになる。図９（Ｂ）に示すように、Ａ４サイズ非通紙領域であってＡ３サイズ通紙領域にかかる領域の温度は、定着設定温度よりも低下してしまうために、Ａ３サイズの記録媒体を通紙すると、その範囲の定着性が低下してしまう。Ａ３サイズを通紙するためには、Ａ４サイズ非通紙領域であってＡ３サイズ通紙領域にかかる領域の温度を昇温させる必要があって、消磁コイルを開状態にしなくてはならないが、そうすると定着ローラの幅方向全域を加熱することになるために、定着ローラ中央部が過昇温してしまい、直ちにＡ３サイズを通紙することができない。
【００８４】
すなわち、定着装置の誘導加熱部に１対の消磁コイルしか設置しない場合には、いずれの制御をおこなっても、通紙する記録媒体のサイズ変更にともない、定着ローラの一部に過昇温が生じてしまう。
これに対して、本実施の形態１では、種々のサイズ記録媒体に対応して、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置しているために、通紙する記録媒体のサイズ変更があっても、定着ローラの一部に過昇温が生じる不具合を抑止することができる。
【００８５】
なお、小サイズ紙が連続的に通紙されたときの定着ローラの幅方向両端部の過昇温を抑止するために、種々のサイズ記録媒体に対応して、幅方向に分割された複数の励磁コイルを設置する方策も考えられる。しかし、その場合、複数の励磁コイルから発せられる磁束の干渉が生じてしまうために定着ローラの熱分布が不均一になってしまったり、複数の励磁コイルの制御が複雑化してしまったり、電源部が高コスト化してしまったりする。これに対して、本実施の形態１のように種々のサイズ記録媒体に対応して複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを設置する構成は、上述したような問題が生じることなく、着ローラの幅方向両端部の過昇温を抑止することができる。
【００８６】
図１０（Ａ）は、本実施の形態１の定着装置１９における、定着ローラ２０の発熱量分布を示す。
本実施の形態１では、第１の消磁コイル２６ａを閉じたときは、定着ローラ２０のＡ４サイズ非通紙領域の温度がＡ４サイズ通紙領域の温度と同等になるように制御される。同様に、第２の消磁コイル２６ｂを閉じたときは、定着ローラ２０のＢ５サイズ非通紙領域の温度がＢ５サイズ通紙領域の温度と同等になるように制御される。さらに、第３の消磁コイル２６ｃを閉じたときは、定着ローラ２０のＡ５サイズ非通紙領域の温度がＡ５サイズ通紙領域の温度と同等になるように制御される。このように複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃを複数設けることにより、「異なるサイズの記録媒体の連続通紙」においても、良好な定着が確実におこなわれることになる。
【００８７】
図１０（Ｂ）は、本実施の形態１の定着装置１９において、Ｂ５サイズの記録媒体を連続通紙した直後の、定着ローラの温度分布を示す。上述したように、Ｂ５サイズの通紙開始後、Ｂ５サイズ非通紙領域の温度が第２の設定温度（１８０℃）に到達した時点で、消磁コイル２６ｂが閉状態となる。したがって、通紙直後であっても定着ローラの幅方向の温度は均一であり、直ちに他のサイズ（Ａ３、Ａ４サイズ又はＡ５サイズ）の記録媒体を通紙（定着）することができる。本願発明者が本実施の形態１の定着装置を用いて、Ｂ５サイズの記録媒体を連続通紙した後に、他のサイズ（Ａ３、Ａ４サイズ又はＡ５サイズ）の記録媒体を連続通紙したところ、いずれの場合もホットオフセットやコールドオフセットの発生は確認されなかった。
本実施の形態１では、各消磁コイル２６ａ〜２６ｃの発熱抑制率を等しくしているため、どのサイズの記録媒体を連続通紙しても非通紙領域の温度は一定に保たれる。
【００８８】
以下、図１１にて、連続通紙時の制御について説明する。
記録媒体の連続通紙が開始されると(ステップＳ１)、まず、その記録媒体が小サイズ紙（Ａ３サイズよりも小さなサイズである。）であるかが判別される（ステップＳ２）。その結果、記録媒体が小サイズ紙ではないものと判別された場合、複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃのすべてを開状態にして(ステップＳ７)、本フローを終了する(ステップＳ８)。
これに対して、記録媒体が小サイズ紙であるものと判別された場合、さらに温度センサ５５によって検知された非通紙領域の温度ｔ１が所定値ｔ２よりも高いかが判別される(ステップＳ３)。
【００８９】
その結果、通紙領域の温度ｔ１が所定値ｔ２よりも高いと判別された場合には、非通紙領域の温度を下げる必要があるものとして、対応する消磁コイルを閉状態にする(ステップＳ４)。これに対して、非通紙領域の温度ｔ１が所定値ｔ２以下であると判別された場合には、非通紙領域の温度を上げる必要があるものとして、対応する消磁コイルを開状態にする(ステップＳ６)。
その後、同一サイズの記録媒体の連続通紙が終了しているかが判別され（ステップＳ５）、連続通紙が継続されていると判別された場合にはステップＳ３以降のフローが繰り返される。そして、連続通紙が終了したものと判別された場合には本フローを終了する(ステップＳ８)。
【００９０】
以上説明したように、本実施の形態１では、定着ローラ２０（発熱部材）を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ローラ２０に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６を幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部７０に対して消磁コイル２６を電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態１では、定着ローラ２０として、芯金２３上に、弾性層２２、発熱層２１（第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層）、酸化防止層、離型層、が積層されたものを用いた。しかし、定着ローラ２０の構成はこれに限定されることなく、例えば、定着ローラ２０として、芯金上に、断熱層、発熱層、弾性層、離型層が順次積層されたものを用いることもできる。
【００９２】
実施の形態２．
図１２〜図１５にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図１２は、実施の形態２における定着装置１９を示す断面図である。図１３は、図１２の定着装置における励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。本実施の形態２における定着装置１９は、可変される複数の調整範囲のうち隣り合う調整範囲の間をうめるように複数の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが幅方向に並設されている点が、可変される複数の調整範囲ごとに励磁コイル２５に対向する距離を変えて複数の消磁コイル２６ａ〜２６ｃが並設された前記実施の形態１のものとは相違する。
【００９３】
本実施の形態２における定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、発熱部材としての定着ローラ２０を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ローラ２０に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが幅方向両端部に設けられている。そして、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部（不図示である。）に対して消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを電気的に接続しないように構成している。また、励磁コイル２５は、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを介在して定着ローラ２０に対向している。
【００９４】
ここで、図１２及び図１３を参照して、本実施の形態２における定着装置は、前記実施の形態１のものとは異なり、３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが幅方向に並設されている。詳しくは、Ａ５サイズ端部とＢ５サイズ端部との間に第１の消磁コイル２６Ａが配設され、Ｂ５サイズ端部とＡ４サイズ端部との間に第２の消磁コイル２６Ｂが配設され、Ａ４サイズ端部とＡ３サイズ端部との間に第３の消磁コイル２６Ｃが配設されている。また、図１５を参照して、これらの消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃは、それぞれ、スイッチング素子としての切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃを有する電気回路に接続されている。
【００９５】
そして、可変された調整範囲に応じて３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃのうちその調整範囲に配設された消磁コイルを有するすべての電気回路の切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃが同時に開閉される。
具体的に、Ａ５サイズの記録媒体が通紙される場合には、その非通紙領域（調整範囲）に配設された３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃ（切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃ）がすべて閉鎖され、非通紙領域の加熱量が調整される。Ｂ５サイズの記録媒体が通紙される場合には、その非通紙領域に配設された２対の消磁コイル２６Ｂ、２６Ｃが閉鎖される。Ａ４サイズの記録媒体が通紙される場合には、その非通紙領域に配設された１対の消磁コイル２６Ｃが閉鎖される。さらに、Ａ３サイズの記録媒体が通紙される場合には、すべての消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが開放される。
このような構成により、前記実施の形態１と同様に、どの幅方向サイズの記録媒体を通紙しても、定着ローラ２０の幅方向の温度分布が均一化される。特に、本実施の形態２では、複数対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを、周方向ではなく、幅方向に配設しているために、誘導加熱部２４の周方向の厚みを薄くすることができる。
【００９６】
なお、本実施の形態２では、図１３を参照して、温度検知手段としての温度センサ５５が、各消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの対向位置に対応した位置と、幅方向中央部と、に配設されている。そして、これらの温度センサ５５の検知結果に基いて、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの開閉や励磁コイル２５への電力供給を制御している。
【００９７】
そして、本実施の形態２においても、前記実施の形態１における図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）で説明した制御と同等の制御がおこなわれる。これにより、図１０（Ａ）と同等の定着ローラ２０の発熱量分布を得ることができ、図１０（Ｂ）と同等の定着ローラの温度分布を得ることができる。すなわち、どのサイズの記録媒体を連続通紙しても非通紙領域の温度は一定に保たれる。本願発明者が本実施の形態２の定着装置を用いて、Ｂ５サイズの記録媒体を連続通紙した後に、他のサイズ（Ａ３、Ａ４サイズ又はＡ５サイズ）の記録媒体を連続通紙したところ、いずれの場合もホットオフセットやコールドオフセットの発生は確認されなかった。
【００９８】
ここで、本実施の形態２では、複数の調整範囲のうち最長の調整範囲よりも長い範囲を非通紙領域とする記録媒体（例えば、Ａ５サイズよりも小さなハガキサイズの記録媒体である。）を通紙するときに、複数の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃのうち少なくとも１つの消磁コイルを有する電気回路の切替スイッチを独立して開閉するように制御している。
詳しくは、各消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの発熱抑制率を高めに設定して、小サイズの非通紙領域の温度が通紙領域の温度より低温になるように設定する。そして、小サイズ紙の連続通紙中に非通紙領域の温度が大きく低下した場合、その非通紙領域の発熱を抑制している消磁コイルを開状態にすることにより、定着ローラ２０の幅方向の温度分布を常に適切に維持する。これにより、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが対応するサイズよりも小さいサイズの記録媒体を通紙しても、良好な定着性を得ることができる。
【００９９】
図１４は、３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃをそれぞれ単独で閉じたときの、定着ローラの発熱量分布を示している。詳しくは、図１４（Ａ）は第１の消磁コイル２６Ａのみが閉じられていて、図１４（Ｂ）は第２の消磁コイル２６Ｂのみが閉じられていて、図１４（Ｃ）は第３の消磁コイル２６Ｃのみが閉じられている。図に示すように、３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃをそれぞれ単独で閉じると、定着ローラ２０の発熱は、消磁コイルを閉じた領域だけが抑制される。したがって、小サイズ紙の連続通紙中に、非通紙領域の温度が大きく低下した場合は、その非通紙領域の発熱を抑制している消磁コイルを開ければ良い。
【０１００】
図１５（Ａ）は、本実施の形態２における定着装置１９を用いて、ハガキサイズ（１００ｍｍ）の記録媒体を連続通紙したときの、定着ローラ２０の幅方向の温度分布である。
通紙時には、すべての消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを閉状態としている。ただし、小サイズの非通紙領域の温度が通紙領域の温度より低温になるように消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを設定しているため、ハガキサイズ両端部からＡ５サイズ両端部までの非通紙領域の昇温が抑えられている。しかし、Ａ５サイズ両端部から定着ローラ両端部までの温度が非常に低くなっているため、ハガキサイズ通紙後にＢ５サイズ、Ａ４サイズ、Ａ３サイズを直ちに通紙することができない。
【０１０１】
ところが、この状態で、図１５（Ｂ）に示すように、第２の消磁コイル２６Ｂ（第２の切替スイッチ５１Ｃ）と第３の消磁コイル２６Ｃ（第３の切替スイッチ５１Ｃ）とを開状態にすることにより、Ｂ５サイズ非通紙領域であってＡ３サイズ通紙領域にかかる領域を昇温させることができる。
このとき、第１の消磁コイル２６Ａ（第１の切替スイッチ５１Ａ）を閉じていると、Ａ５両端部からＢ５両端部までの発熱は抑制されたままであるが、「ハガキサイズ両端とＡ５サイズ両端との間で発熱した熱量」及び「第２の消磁コイル２６Ｂを開けたときにＢ５サイズ両端とＡ４サイズ両端との間で発熱した熱量」が発熱抑制された領域に伝熱するため、定着ローラの幅方向の温度分布が均一化される。
【０１０２】
さらに、非通紙領域が過昇温した場合には、第２の消磁コイル２６Ｂと第３の消磁コイル２６Ｃとを再び閉状態にすれば良い。具体的に、定着ローラ２０の各消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃの対向位置に対応する位置に設置された温度センサ５５の検知温度に基いて、第２の消磁コイル２６Ｂと第３の消磁コイル２６Ｃとの開閉制御をおこなうことにより、定着ローラの幅方向の温度分布は図１５（Ｂ）に示すように最適化される。
【０１０３】
以上説明したように、本実施の形態２でも、前記実施の形態１と同様に、定着ローラ２０（発熱部材）を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ローラ２０に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６を幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部に対して消磁コイル２６を電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１０４】
実施の形態３．
図１６及び図１７にて、この発明の実施の形態３について詳細に説明する。
図１６は、実施の形態３における定着装置の要部を示す図である。図１７は、図１６とは異なる定着装置の要部を示す図である。本実施の形態３における定着装置１９は、励磁コイル２５によって発生される磁束を打ち消す力が幅方向の位置によって異なるように消磁コイル２６が形成されている点が、前記実施の形態２のものとは相違する。
【０１０５】
本実施の形態３における定着装置の消磁コイル２６は、その目的に応じて発熱抑制率が設定されている。ここで、消磁コイル２６の発熱抑制率は、消磁コイル２６の形状により決定される。消磁コイルの形状とは、定着ローラの回転軸に直交する面におけるコイル導線部の断面積である。
図1６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示すように、消磁コイル２６におけるコイル導線部の断面積に差異を設けたとき、断面積が大きくなるほど励磁コイル２５からの磁束がより多く消磁コイル２６を通過するため、消磁コイル２６の発熱抑制率が高くなる。すなわち、図1６（Ａ）の消磁コイルよりも、図１６（Ｂ）の消磁コイルの方が、発熱抑制率が高くなる。
【０１０６】
したがって、発熱の抑制効果を小さくしたい領域には断面積の小さな消磁コイルを設置して、発熱の抑制効果を大きくしたい領域には断面積の大きな消磁コイルを設置すればよい。また、各消磁コイルの発熱抑制効果を等しくしたい場合には、各消磁コイルの断面積を等しくすれば良い。
コイル導線部の断面積を制御する方法としては、１本の線束の太さで制御する方法を用いてもよいし、巻線の数を制御する方法を用いてもよい。具体的に、コイル導線部の断面積を大きくしたければ、１本の線束の太さを太くする。すなわち、束ねる線材の本数を増やすか、巻線の数を増やせばよい。消磁コイルの巻線の数を増やすと、発熱抑制率が高くなる効果に加えて、線束1本あたりに流れる電流を小さくする効果を得ることができる。消磁コイルに流れる電流を小さくすることで、消磁コイルのスイッチング素子の耐電流を小さくすることができるため、部品を低コスト化することができる。
【０１０７】
図１７は、図１６とは異なる別の定着装置の要部を示す図である。図１７（Ａ）は消磁コイル２６及び励磁コイル２５を幅方向にみた図であり、図１７（Ｂ）は第３の消磁コイル２６Ｃを示す断面図であり、図１７（Ｃ）は第２の消磁コイル２６Ｂを示す断面図である。
図１７に示すように、定着ローラの回転軸に垂直な面におけるコイル導線部の断面積は等しくても、コイル導線部によって作られるループ面積（ループ状に形成された領域の面積である。）を異ならせることにより、消磁コイルの発熱抑制率を調整することができる。具体的に、第２の消磁コイル２６Ｂのループ面積は、第３の消磁コイル２６Ｃのループ面積よりも大きく設定されていて、励磁コイル２５から発生する磁束をより多く鎖交させることができるため、発熱抑制率が高くなる。
【０１０８】
図１６や図１７のように、消磁コイルの発熱抑制率を幅方向位置によって異ならせるのは、次のような場合である。
例えば、定着ローラの幅方向中央部と幅方向両端部との熱分布を比較すると、両端部の方が定着ローラ、ジャーナル、軸受、側板等の他部材に熱が逃げるため温度が低下しやすい傾向がある。そのため、幅方向中央部近傍に配置する消磁コイルの発熱抑制率よりも、幅方向両端部に配置する消磁コイルの発熱抑制率を低く設定することで、定着ローラ両端部の温度が大きく低下してＡ３通紙時に定着不良が発生する不具合を抑止することができる。
【０１０９】
また、幅方向中央部近傍に配置される消磁コイルの発熱抑制率を高く設定することで、さらに小さいサイズの記録媒体の端部昇温に対応することができる。具体的に、Ａ５サイズよりも小さなハガキサイズの記録媒体を通紙すると、ハガキサイズ両端部からＡ５サイズ両端部までに過昇温が発生してしまう。このとき、Ａ５サイズ端部に設置されている消磁コイルの発熱抑制率を予め高く設定することで、過昇温を防止することができる。ハガキ通紙時にこの消磁コイルを閉じることにより、その領域の定着温度が急速に低下して、ハガキサイズ両端部からＡ５サイズ両端部の間で発熱した熱量を、定着ローラの幅方向外側に逃がすことができる。
【０１１０】
以上説明したように、定着ローラ２０の幅方向両端部に対向する消磁コイルよりも、幅方向中央部近傍に対向する消磁コイルの発熱抑制率を高くすることが好ましい。具体的に、定着部材の幅方向両端部に対向する消磁コイルよりも、幅方向中央部近傍に対向する消磁コイルの、コイル導線部の断面積を大きくするか、コイル巻数を多くすることが好ましい。また、定着ローラの幅方向両端部に対向する消磁コイルよりも、幅方向中央部近傍に対向する消磁コイルの、ループ面積を大きくすることが好ましい。
【０１１１】
以上説明したように、本実施の形態３でも、前記各実施の形態と同様に、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１１２】
実施の形態４．
図１８にて、この発明の実施の形態４について詳細に説明する。
図１８は、実施の形態４における定着装置の励磁コイル及び消磁コイルを幅方向にみた模式図である。本実施の形態４における定着装置１９は、複数の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃが対ごと（サイズごと）に１つの電気回路を構成している点が、前記実施の形態２のものとは相違する。
【０１１３】
図１８に示すように、本実施の形態４では、幅方向両端にそれぞれ設置された３対の消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを、それぞれ、電気的に接続して、各対の電気回路内に１つの切替スイッチ５１Ａ〜５１Ｃを設置した。
定着ローラの幅方向の中心を軸として対称に配置される１対の消磁コイルは、同時に開閉されることがほとんどである。そのため、図１８のように構成することで、切替スイッチや電気回路の個数を減らすことができて定着装置の低コスト化及び小型化が図れるとともに、スイッチ制御が容易化される。
【０１１４】
以上説明したように、本実施の形態４でも、前記各実施の形態と同様に、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ローラ２０の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ローラ２０の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１１５】
実施の形態５．
図１９にて、この発明の実施の形態５について詳細に説明する。
図１９は、実施の形態５における定着装置１９を示す断面図である。本実施の形態５における定着装置１９は、定着部材として定着ベルト６０を用いている点が、定着部材として定着ローラ２０を用いている前記各実施の形態のものとは相違する。
【０１１６】
図１９に示すように、本実施の形態４における定着装置１９は、誘導加熱部２４、発熱部材としての定着ベルト６０（定着部材）、加熱部材としての支持ローラ４１、定着補助ローラ５０、加圧ローラ３０、等で構成される。
【０１１７】
ここで、定着補助ローラ５０は、ステンレス鋼等からなる芯金の表面に、シリコーンゴム等の弾性層を形成したものである。定着補助ローラ５０の弾性層は、肉厚が１〜５ｍｍで、アスカー硬度が３０〜６０度となるように形成されている。
【０１１８】
加熱部材としての支持ローラ４１は、ＳＵＳ３０４（非磁性ステンレス）で形成された第１非磁性材料層４１ａと、銅のめっき層からなる第２非磁性材料層４１ｂ（銅層）と、で構成される発熱層を有する。支持ローラ４１の第１非磁性材料層４１ａ及び第２非磁性材料層４１ｂの構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層の構成とほぼ同等である。
支持ローラ４１は、図１９の時計方向に回転する。そして、支持ローラ４１の発熱層４１ａ、４１ｂは、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって誘導加熱される。
【０１１９】
発熱層を備えた定着ベルト６０は、支持ローラ４１及び定着補助ローラ５０（２つのローラ部材である。）に張架・支持されている。
定着ベルト６０は、内周面側から、発熱層（第１非磁性材料層及び第２非磁性材料層で構成されている。）、ニッケルからなる酸化防止層、シリコーンゴム等からなる弾性層、フッ素化合物からなる離型層、が積層されている。定着ベルト６０の各層の構成は、前記実施の形態１における定着ローラ２０の各層の構成とほぼ同等である。
定着ベルト６０は、図１９の時計方向に周回する。そして、定着ベルト６０の発熱層は、誘導加熱部２４から発せられる磁束によって直接的に誘導加熱される。
誘導加熱部２４は、前記実施の形態２のものと同様に、励磁コイル２５、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃ、第１コア２８、第２コア２９、コイルガイド２７、等で構成される。そして、前記各実施の形態と同様に、消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃは、励磁コイル２５の電源部（不図示である。）に接続されていない。
【０１２０】
このように構成された定着装置１９は、次のように動作する。
定着補助ローラ５０の回転駆動によって、定着ベルト６０は図１９中の時計方向に周回するとともに、支持ローラ４１も時計方向に回転して、加圧ローラ３０も反時計方向に回転する。定着ベルト６０は、誘導加熱部２４との対向位置で加熱される。
【０１２１】
詳しくは、不図示の電源部から励磁コイル２５に１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは、２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚである。）の高周波交番電流を流すことで、励磁コイル２５から支持ローラ４１及び定着ベルト６０に向けて磁力線が双方向に交互に切り替わるように形成される。このように交番磁界が形成されることで、支持ローラ４１表面と定着ベルト６０の発熱層とに渦電流が生じて、支持ローラ４１及び発熱層の電気抵抗によってジュール熱が発生して、支持ローラ４１及び発熱層が加熱される。こうして、定着ベルト６０は、発熱した支持ローラ４１から受ける熱と、自身の発熱層の発熱と、によって加熱される。すなわち、定着ベルト６０は、誘導加熱部２４によって直接的に加熱される発熱部材として機能するとともに、誘導加熱部２４によって間接的に加熱される（支持ローラ４１を介して加熱される。）発熱部材として機能することになる。
【０１２２】
その後、誘導加熱部２４によって加熱された定着ベルト６０表面は、加圧ローラ３０との当接部に達する。そして、搬送される記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔ（トナー）を加熱して溶融する。
定着位置を通過した定着ベルト６０表面は、その後に再び誘導加熱部２４との対向位置に達する。
このような一連の動作が連続的に繰り返されて、画像形成プロセスにおける定着工程が完了する。
【０１２３】
以上説明したように、本実施の形態５においては、定着ベルト６０及び支持ローラ４１（発熱部材）を誘導加熱する励磁コイル２５の他に、励磁コイル２５によって発生される磁束によって誘導電流が流れて定着ベルト６０及び支持ローラ４１に作用する磁束を打ち消す方向の磁束を発生させる消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを幅方向の一部に設けるとともに、励磁コイル２５に交番電流を供給する電源部に対して消磁コイル２６Ａ〜２６Ｃを電気的に接続しないように構成している。これにより、小サイズ紙が連続的に通紙された場合等であっても定着ベルト６０及び支持ローラ４１の非通紙領域における過昇温を効率的かつ確実に抑止するとともに、励磁コイル２５によって加熱される定着ベルト６０及び支持ローラ４１の加熱量の変動を少なくすることができる。
【０１２４】
なお、本実施の形態５では、定着ベルト６０と支持ローラ４１とがどちらも誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される構成とした。これに対して、定着ベルト６０及び支持ローラ４１のうちいずれか一方のみが、誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される構成とすることもできる。例えば、定着ベルト６０に発熱層を設けない場合には、支持ローラ４１のみが誘導加熱部２４によって電磁誘導加熱される発熱部材として機能するとともに、定着ベルト６０を加熱する加熱部材としても機能することになる。その場合も、本実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態５では、定着ベルト６０を介して支持ローラ４１の外周面に対向する位置に誘導加熱部２４を配設したが、支持ローラ４１の外周面に直接的に対向するように誘導加熱部２４を配設することもできる。すなわち、誘導加熱部２４を、定着ベルト６０を介することなく、支持ローラ４１に直接的に対向させることができる。その場合にも、本実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【０１２６】
なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 画像形成装置本体（装置本体）、
１９ 定着装置、
２０ 定着ローラ（定着部材、発熱部材）、
２１ 発熱層、 ２２ 弾性層、 ２３ 芯金、
２４ 誘導加熱部、
２５ 励磁コイル、
２６、２６Ａ〜２６Ｃ、２６ａ〜２６ｃ 消磁コイル、
２７ コイルガイド、
２８ 第１コア、
２９ 第２コア（センターコア）、
３０ 加圧ローラ、 ４１ 支持ローラ（加熱部材）、
５０ 定着補助ローラ、
５１Ａ〜５１Ｃ、５１ａ〜５１ｃ 切替スイッチ（スイッチング素子）、
５５ 温度センサ（温度検知手段）、
６０ 定着ベルト（定着部材、発熱部材）、
７０ 電源部。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２８】
【特許文献１】特開２００１−３４０９７号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱層を有する発熱部材と、
前記発熱部材に対向するとともに、磁束を発生させて当該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、
前記励磁コイルに対向するとともに、前記励磁コイルによって発生される前記磁束によって誘導電流が流れて当該磁束を打ち消す方向の磁束を幅方向の一部に発生させる消磁コイルと、を備え、
前記消磁コイルは、前記励磁コイルに交番電流を供給する電源部に対して電気的に接続されていないことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記消磁コイルを有する電気回路に電力を供給しないように構成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記消磁コイルは、前記電源部とは別の第２電源部に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記消磁コイルを有する電気回路を開閉するスイッチング素子を備え、
前記消磁コイルは、記録媒体の非通紙領域に対応する調整範囲に配設され、
前記スイッチング素子による前記電気回路の開閉によって前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記調整範囲における前記発熱部材の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記スイッチング素子は、前記温度検知手段の検知結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記記録媒体が連続的に通紙される時間又は枚数を検出する検出手段を備え、
前記スイッチング素子は、前記検出手段の検出結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項７】
前記調整範囲は、複数種の記録媒体の幅方向サイズに対応して可変され、
前記消磁コイルは、可変された前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御できるように構成されたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記消磁コイルは、可変される複数の前記調整範囲ごとに前記励磁コイルに対向する距離を変えて並設された複数の消磁コイルであることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち対応する消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を開閉することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記消磁コイルは、可変される複数の前記調整範囲のうち隣り合う調整範囲の間をうめるように幅方向に並設された複数の消磁コイルであることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１１】
可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち当該調整範囲に配設された消磁コイルを有するすべての電気回路のスイッチング素子を同時に開閉することを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記複数の調整範囲のうち最長の調整範囲よりも長い範囲を非通紙領域とする記録媒体を通紙するときに、前記複数の消磁コイルのうち少なくとも１つの消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を独立して開閉することを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１３】
前記複数の消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力がそれぞれ異なるように形成されたことを特徴とする請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１４】
前記消磁コイルは、その幅方向端部が記録媒体の通紙領域の幅方向端部に対応する位置に一致するように配設されたことを特徴とする請求項４〜請求項１３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１５】
前記励磁コイルは、前記消磁コイルを介在して前記発熱部材に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１６】
前記消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力が幅方向の位置によって異なるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１７】
前記消磁コイルは、幅方向に直交する断面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたことを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
【請求項１８】
前記消磁コイルは、その巻数又は／及びループ面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の定着装置。
【請求項１９】
前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２０】
前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであることを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
【請求項２１】
前記定着部材は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
【請求項２２】
前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２３】
前記定着部材は、定着ベルトであって、
前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、
前記励磁コイルは、前記支持ローラの外周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項２２に記載の定着装置。
【請求項２４】
請求項１〜請求項２３のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
発熱層を有する発熱部材と、
前記発熱部材に対向するとともに、磁束を発生させて当該磁束によって前記発熱層を誘導加熱する励磁コイルと、
前記励磁コイルに対向するとともに、前記励磁コイルによって発生される前記磁束によって誘導電流が流れて当該磁束を打ち消す方向の磁束を幅方向の一部に発生させる消磁コイルと、を備え、
前記消磁コイルは、前記励磁コイルに交番電流を供給する電源部に対して電気的に接続されていないことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記消磁コイルを有する電気回路に電力を供給しないように構成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記消磁コイルは、前記電源部とは別の第２電源部に接続されたことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項４】
前記消磁コイルを有する電気回路を開閉するスイッチング素子を備え、
前記消磁コイルは、記録媒体の非通紙領域に対応する調整範囲に配設され、
前記スイッチング素子による前記電気回路の開閉によって前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項５】
前記調整範囲における前記発熱部材の温度を検知する温度検知手段を備え、
前記スイッチング素子は、前記温度検知手段の検知結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項６】
前記記録媒体が連続的に通紙される時間又は枚数を検出する検出手段を備え、
前記スイッチング素子は、前記検出手段の検出結果に基いて前記電気回路の開閉をおこなうように制御されることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
【請求項７】
前記調整範囲は、複数種の記録媒体の幅方向サイズに対応して可変され、
前記消磁コイルは、可変された前記調整範囲における前記発熱層の加熱量を調整制御できるように構成されたことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
【請求項８】
前記消磁コイルは、可変される複数の前記調整範囲ごとに前記励磁コイルに対向する距離を変えて並設された複数の消磁コイルであることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項９】
可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち対応する消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を開閉することを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
【請求項１０】
前記消磁コイルは、可変される複数の前記調整範囲のうち隣り合う調整範囲の間をうめるように幅方向に並設された複数の消磁コイルであることを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
【請求項１１】
可変された調整範囲に応じて前記複数の消磁コイルのうち当該調整範囲に配設された消磁コイルを有するすべての電気回路のスイッチング素子を同時に開閉することを特徴とする請求項１０に記載の定着装置。
【請求項１２】
前記複数の調整範囲のうち最長の調整範囲よりも長い範囲を非通紙領域とする記録媒体を通紙するときに、前記複数の消磁コイルのうち少なくとも１つの消磁コイルを有する電気回路のスイッチング素子を独立して開閉することを特徴とする請求項８〜請求項１１のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１３】
前記複数の消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力がそれぞれ異なるように形成されたことを特徴とする請求項８〜請求項１２のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１４】
前記消磁コイルは、その幅方向端部が記録媒体の通紙領域の幅方向端部に対応する位置に一致するように配設されたことを特徴とする請求項４〜請求項１３のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１５】
前記励磁コイルは、前記消磁コイルを介在して前記発熱部材に対向するように配設されたことを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１６】
前記消磁コイルは、前記励磁コイルによって発生される前記磁束を打ち消す力が幅方向の位置によって異なるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１７】
前記消磁コイルは、幅方向に直交する断面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたことを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
【請求項１８】
前記消磁コイルは、その巻数又は／及びループ面積が幅方向の位置によって異なるように形成されたことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載の定着装置。
【請求項１９】
前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２０】
前記定着部材は、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに当接する定着ローラであることを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
【請求項２１】
前記定着部材は、支持ローラと定着補助ローラとに張架された定着ベルトであって、
前記定着補助ローラは、搬送される記録媒体を加圧する加圧ローラに対して前記定着ベルトを介して当接するように配設されたことを特徴とする請求項１９に記載の定着装置。
【請求項２２】
前記発熱部材は、トナー像を溶融する定着部材を加熱する加熱部材であることを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２３】
前記定着部材は、定着ベルトであって、
前記加熱部材は、定着補助ローラとともに前記定着ベルトを張架する支持ローラであって、
前記励磁コイルは、前記支持ローラの外周面に対向するように配設されたことを特徴とする請求項２２に記載の定着装置。
【請求項２４】
請求項１〜請求項２３のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−６８６７６（Ｐ２０１２−６８６７６Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７４３６０（Ｐ２０１１−２７４３６０）
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【分割の表示】特願２００６−２１５０４１（Ｐ２００６−２１５０４１）の分割
【原出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【分割の表示】特願２００６−２１５０４１（Ｐ２００６−２１５０４１）の分割
【原出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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