JP2007226125A - 定着装置およびそれを備えた画像形成装置、並びに画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消磁コイルを備えて定着部材のうちの小サイズシート非通過領域の過昇温を防止できるとともに、上記消磁コイルの開閉に伴う定着部材の周方向の温度リップル発生等の問題を解消できる定着装置を提供すること。
【解決手段】搬送されるシート９０が外周面１ａに圧接される定着部材１と、定着部材の発熱層を誘導加熱するための励磁コイル３１と、励磁コイル３１に或る駆動周波数の電圧を印加する高周波電源回路４とを備える。消磁コイル３４は、定着部材１の外周面のうちのシートの幅方向に関して端部に対応する小サイズシート非通過領域に配置されている。切換スイッチ７は、搬送されるシートのサイズに応じて消磁コイル３４を開閉する。消磁コイル３４の開閉に伴って高周波電源回路４の駆動周波数を切り換えて設定する制御部５を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は定着装置に関し、より詳しくは、電磁誘導加熱方式の定着装置に関する。

また、この発明はそのような定着装置を備えた画像形成装置、およびその画像形成装置によって画像を形成する画像形成方法に関する。上記画像形成装置には、例えば電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、およびそれらの複合機等が含まれる。

従来、電磁誘導加熱方式の定着装置としては、例えば、特許文献１（特開２００１−４３９６５号公報）、特許文献２（特開２００１−６０４９０号公報）、特許文献３（特開２００１−１３５４７０号公報）に記載のように、ニップ部を作るように互いに圧接された定着ローラおよび加圧ローラと、その定着ローラに沿って配置された励磁コイルとを有し、励磁コイルによる電磁誘導によって定着ローラの磁性材料層（以下「発熱層」という。）を加熱し、トナー像が付着されたシート（記録紙）を上記ニップ部を通して搬送して、上記定着ローラの発熱によってトナー像を溶融してシートに定着させるものが知られている。それらの文献では、定着ローラの軸方向端部に相当する領域（これを「小サイズシート非通過領域」と呼ぶ。）に、消磁コイルが設けられている。最大サイズのシートが通紙されるときは、消磁コイルは開かれている。一方、小サイズのシートが通紙されるときは、上記消磁コイル閉じることによって、その消磁コイルが配置された領域（小サイズシート非通過領域）で上記励磁コイルによる磁束の変化をキャンセルして、定着ローラの軸方向端部の過昇温を防止するようになっている。
特開２００１−４３９６５号公報 特開２００１−６０４９０号公報 特開２００１−１３５４７０号公報

従来例では、上記励磁コイルに電力供給するためのインバータ回路が設けられている。定着ローラの温度制御は、上記定着ローラの表面温度を温度センサで検出し、上記定着ローラの表面温度が所定の目標温度になるように、上記インバータ回路によって上記励磁コイルへの電力供給を増減させることによって行われている（フィードバック制御）。

しかしながら、上記消磁コイルの開閉に伴って、上記励磁コイルに対する電力供給側（インバータ回路）から見た負荷、つまり励磁コイルとそれに電磁的に結合した消磁コイルや定着ローラが作る等価回路のインダクタンスや抵抗値が変化する。この結果、温度検出結果に基づくフィードバック制御を行っていたのでは、タイムラグ（所望の電力値を設定するまでの時間）が存在するため、上記消磁コイルの開閉の切り換え直後には所望の電力値とは異なる電力を投入してしまうことになる。このため、定着ローラの周方向の温度リップルが生じて、光沢度むらが生じるなど、定着品質が損なわれるという問題がある。また、上記消磁コイルの開から閉への切り換え時には、実際上、上記等価回路の共振周波数よりも低い周波数領域で駆動することになる可能性が高い。その場合は、ゼロ電流スイッチングができないため、ノイズ、損失が増加する。また、高周波インバータ回路が共振外れで動作するため破損するおそれもある。

そこで、この発明の課題は、消磁コイルを備えて定着部材のうちの小サイズシート非通過領域の過昇温を防止できるとともに、上記消磁コイルの開閉に伴う定着部材の周方向の温度リップル発生等の問題を解消できる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、この発明の定着装置は、
搬送されるシートが外周面に圧接される定着部材と、
上記定着部材の外周面に沿って上記搬送されるシートの幅方向に関して細長く配置された、上記定着部材の発熱層を誘導加熱するための励磁コイルと、
上記励磁コイルに或る駆動周波数の電圧を印加することで上記励磁コイルを介して上記定着部材の発熱層を発熱させる高周波電源回路と、
上記定着部材の外周面のうちの上記シートの幅方向に関して一部に対応する小サイズシート非通過領域に、上記励磁コイルに沿って配置された消磁コイルと、
上記搬送されるシートのサイズに応じて上記消磁コイルを開閉する切換スイッチと、
上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定する制御部とを備えたことを特徴とする。

ここで「小サイズシート非通過領域」とは、最大サイズのシートが通紙される領域内で、それよりも小サイズのシートが通紙されない領域を指す。上記定着部材の外周面のうちの上記シートの幅方向に関して一部に対応する。

この発明の定着装置では、搬送されるシートのサイズに応じて、上記切換スイッチによって上記消磁コイルを開閉する。上記制御部は、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定する。そして、上記高周波電源回路によって、上記励磁コイルに上記切り換え後の駆動周波数の電圧を印加することで上記励磁コイルを介して上記定着部材の発熱層を発熱させて、上記シートに上記トナーを定着させる。

このように、この定着装置では、上記シートのサイズに応じて上記消磁コイルを開閉するので、上記定着部材のうちの小サイズシート非通過領域の過昇温を防止できる。それとともに、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定するので、上記消磁コイルの開閉の切り換え直後であっても上記定着部材に対して所望の電力を投入できる。したがって、上記消磁コイルの開閉に伴う定着部材の周方向の温度リップル発生等の問題を解消できる。

一実施形態の定着装置は、
上記高周波電源回路は、上記励磁コイルに直列接続されて等価的に直列共振回路を構成するコンデンサを含み、
上記制御部は、上記消磁コイルが閉から開に切り換えられるとき上記消磁コイルが開であるときの上記直列共振回路の共振周波数よりも高い側に、また、上記消磁コイルが開から閉に切り換えられるとき上記消磁コイルが閉であるときの上記直列共振回路の共振周波数よりも高い側に、それぞれ上記駆動周波数を移動させることを特徴とする。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉の切り換え直後であっても、上記定着部材に対して投入される電力を容易に制御でき、上記定着部材に対して安定した電力投入が可能になる。

一実施形態の定着装置は、
上記高周波電源回路は、上記励磁コイルに直列接続されて等価的に直列共振回路を構成するコンデンサを含み、
上記制御部は、上記消磁コイルが閉から開に切り換えられるとき上記直列共振回路の共振周波数が低い側へシフトするのに応じて、また、上記消磁コイルが開から閉に切り換えられるとき上記直列共振回路の共振周波数が高い側へシフトするのに応じて、それぞれ上記駆動周波数を移動させることを特徴とする定着装置。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉の切り換え直後であっても、上記定着部材に対して安定した電力投入が可能になる。

一実施形態の定着装置は、上記定着部材を発熱させる設定電力量および上記消磁コイルの開、閉に応じて、それぞれ設定すべき上記駆動周波数の値を予め記載した駆動周波数テーブルを備えたことを特徴とする。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉に伴って、上記制御部が上記駆動周波数テーブルを参照することで、上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換える制御を円滑に行うことができる。

一実施形態の定着装置では、上記制御部は、上記消磁コイルの開閉に伴って、上記高周波電源回路の駆動周波数を所定量だけ移動させることを特徴とする。

ここで「所定量」とは、駆動周波数に対する割合によって定められる場合と、駆動周波数に対する差分として定められる場合とがある。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換える制御が、簡単に行われる。

一実施形態の定着装置では、上記制御部が上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を移動させる量は、上記定着部材を発熱させる設定電力量の全域にわたって一定であることを特徴とする。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換える制御が、さらに簡単に行われる。

一実施形態の定着装置では、上記制御部が上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を移動させる量は、上記定着部材を発熱させる設定電力量に応じて可変して設定されることを特徴とする。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換える制御が、上記定着部材を発熱させる設定電力量に応じて精度良く行われる。

一実施形態の定着装置では、上記制御部は、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定した後、引き続き、上記定着部材を発熱させる実際の電力が上記設定電力量になるように上記高周波電源回路を制御することを特徴とする。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉の切り換え直後だけでなく、その後も引き続き、上記定着部材に所望の電力を投入できる。

一実施形態の定着装置では、上記制御部は、上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定した後、上記直列共振回路の共振周波数よりも幾分高い側に上記高周波電源回路の駆動周波数を維持することを特徴とする。

この一実施形態の定着装置では、上記消磁コイルの開閉の切り換え直後だけでなく、その後も引き続き、上記定着部材に対して安定した電力投入が可能となる。

一実施形態の定着装置では、上記定着部材は円筒状のローラであることを特徴とする定着装置。

一実施形態の定着装置では、上記定着部材は無端状のベルトであることを特徴とする。

一実施形態の定着装置では、上記小サイズシート非通過領域は、上記定着部材の外周面のうちの上記シートの幅方向に関して両側の端部に対応することを特徴とする。

この発明の画像形成装置は、シートにトナーを付着させる画像形成部と、上記発明の定着装置と備える。

この発明の画像形成方法は、シートにトナーを付着させる画像形成部と、上記発明の定着装置とを用いる画像形成方法であって、
上記画像形成部によってシートにトナーを付着させて上記定着装置に送り込み、
上記シートのサイズに応じて上記消磁コイルを開閉するとともに、上記制御部によって、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定し、
上記高周波電源回路によって、上記励磁コイルに上記切り換え後の駆動周波数の電圧を印加することで上記励磁コイルを介して上記定着部材の発熱層を発熱させて、上記シートに上記トナーを定着させる。

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。

図１は、カラーレーザプリンタ用の一実施形態の定着装置の断面構成を示している。

この定着装置は、概略、定着ローラ１と、加圧ローラ２と、磁束発生部３と、高周波電源回路としての高周波インバータ４と、制御部としての制御回路５と、切換スイッチ７とを備えている。６は温度センサ、８は分離爪、９０はシートとしての用紙である。

定着ローラ１と加圧ローラ２は、それぞれ図１の紙面に対して垂直に延びる円筒状の部材であり、図１において上下に互いに平行に配置され、それぞれ両端が不図示の軸受部材に回転自在に支持されている。加圧ローラ２は、バネなどを用いた不図示の加圧機構によって定着ローラ１へ向かって付勢されている。これにより、定着ローラ１の下部と加圧ローラ２の上部とが所定の加圧力（後述）で圧接されて、ニップ部を形成している。加圧ローラ２は、不図示の駆動機構により図中に矢印で示す時計回り方向に所定の周速度で回転駆動される。定着ローラ１はニップ部での加圧ローラ２との摩擦力によって加圧ローラ２の回転に従動回転する。なお、定着ローラ１を回転駆動させて加圧ローラ２を従動回転させてもよい。つまり、駆動と従動の関係は、逆であってもかまわない。

図２に示すように、定着ローラ１は、中心側から外周面１ａ側へ向かって順に設けられた、支持層としての芯金１１と、断熱層１２と、発熱層１３と、弾性層１４と、離型層１５との５層構成になっている。定着ローラ１の硬度は、例えばＡＳＫＥＲ−Ｃ硬度で３０度〜９０度である。

支持層としての芯金１１は、この例では外径２６ｍｍで、厚さ４ｍｍのアルミニウムからなっている。芯金１１の材料は、強度が確保できれば、例えば鉄、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプであっても良い。ただし、芯金１１が発熱するのを防ぐために、電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。

断熱層１２は、主に、発熱層１３を断熱状態にするために設けられている。この断熱層１２の材料としては、耐熱性・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。これにより、断熱層１２は、断熱の役割だけでなく、発熱層１３のたわみを許容してニップ幅を増やし、定着ローラ１の硬度を小さくして排紙性・用紙分離性能を向上させる役目を果たす。例えば、断熱層１２がシリコンスポンジ材からなる場合は、厚さが２ｍｍ〜１０ｍｍ、望ましくは３ｍｍ〜７ｍｍ、硬度がアスカーゴム硬度計で２０度〜６０度、望ましくは３０度〜５０度に設定される。なお、断熱層１２は、ゴム材及びスポンジ体の２層構成としてもよい。

発熱層１３は、磁束発生部３からの磁束による電磁誘導によって発熱するために設けられている。この例では、発熱層１３は、厚さ４０μｍの無端状のニッケル電鋳ベルト層からなっている。発熱層１３の厚さは１０μｍ〜１００μｍであるのが望ましく、２０μｍ〜５０μｍであるのがより望ましい。発熱層１３の厚さを１００μｍ以下、より望ましくは５０μｍ以下としている理由は、発熱層１３の熱容量を小さくして昇温速度を高めるためである。発熱層１３の材料としては、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を持つ物を用いてもよい。さらに非磁性材料であっても、金属などの導電性のある材料は、薄膜にすることなどにより、発熱層１３の材料として使用可能である。なお、発熱層１３の構成は、電磁誘導によって発熱する粒子を樹脂に分散させたものとしても良い。この構成により、分離性を良くすることが可能となる。

弾性層１４は、厚み方向の弾力性によって、用紙と定着ローラ表面との密着性（カラー画像に対応するために重要である。）を高めるために設けられている。この例では、弾性層１４は、耐熱性・弾性を有するゴム材や樹脂材であり、具体的には、定着温度での使用に耐えられるシリコンゴム、フッ素ゴム等の耐熱性エラストマからなっている。弾性層１４に、熱伝導性、補強等を目的として各種充填剤を混入してもかまわない。充填剤として用いられる熱伝導性粒子としては、ダイヤモンド、銀、銅、アルミニウム、大理石、ガラス等があるが、実用的にはシリカ、アルミナ、酸化マグネシウム、窒化ホウ素、酸化ベリリウムが挙げられる。

弾性層１４の厚みは、例えば厚さ１０μｍ〜８００μｍが好ましく、１００μｍ〜３００μｍがより好ましい。弾性層１４の厚さが１０μｍ未満であると、目的である厚み方向の弾力性を得ることが難しくなる。一方、８００μｍを超える厚さになると、発熱層で発生した熱が定着フィルム外周面に達し難くなり、熱効率が悪化する傾向が生ずる。

弾性層１４がシリコンゴムからなる場合、その硬度はＪＩＳ硬度で１度〜８０度、望ましくは５度〜３０度であることが好ましい。このＪＩＳ硬度範囲であれば、弾性層の強度の低下、密着性の不良を防止しつつ、トナーの定着性の不良を防止できる。このシリコンゴムとしては具体的には、１成分系、２成分系又は３成分系以上のシリコンゴム、ＬＴＶ（Low Temperature Vulcanization）型、ＲＴＶ（Room Temperature Vulcanization）型又はＨＴＶ（High Temperature Vulcanization）型のシリコンゴム、縮合型又は付加型のシリコンゴム等を使用できる。この例では、弾性層１４の材料として、ＪＩＳ硬度１０度、厚さ２００μｍのシリコンゴムを用いた。

最外層の離型層１５は、外周面１ａの離型性を高めるために設けられている。この離型層１５の材料は、定着温度での使用に耐えられる上にトナーに対する離型性を有することを要し、例えばシリコンゴム、フッ素ゴムや、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＥＰ（パーフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体）等のフッ素樹脂が好ましく用いられる。離型層１５の厚さは、５μｍ〜１００μｍが好ましく、１０μｍ〜５０μｍがより好ましい。また、層間接着力を向上させるためにプライマ等による接着処理を行ってもよい。なお、離型層１４の中に必要に応じて、導電材、耐摩耗材、良熱伝導材をフィラとして添加することもできる。

図３に示すように、加圧ローラ２は、中心側から外周面２ａ側へ向かって順に設けられた、厚さ３ｍｍのアルミニウムからなる芯金２１と、厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍのシリコンスポンジゴムからなる断熱層２２と、ＰＴＦＥやＰＦＡ等の厚さ１０μｍ〜５０μｍのフッ素系樹脂からなる離型層２５との３層構成からなっている。

芯金２１の材料は、強度が確保できれば、例えば鉄、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）のような耐熱性のモールドのパイプであっても良い。ただし、芯金２１が発熱するのを防ぐために、電磁誘導加熱の影響が少ない非磁性材料を用いるのが望ましい。

シリコンスポンジゴムからなる断熱層２２の厚さは、３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で使用条件に合わせて適宜変更可能である。なお、断熱層２２は、シリコンゴム及びシリコンスポンジの２層構成としてもよい。

最外層の離型層２５は、外周面２ａの離型性を高めるために設けられている。

この加圧ローラ２は、図１に示す定着ローラ１に対して３００Ｎ〜５００Ｎの加圧力で圧接されて、ニップ部を形成している。この場合のニップ幅は約５ｍｍ〜１５ｍｍになる。都合によっては荷重を変化させてニップ幅を変えてもよい。

磁束発生部３は、図１において定着ローラ１の上部を覆うように配置された台形状の断面をもつコイルボビン３３と、このコイルボビン３３の斜面に沿って層状に配置された励磁コイル３１と、この励磁コイル３１に重ねて層状に配置された消磁コイル３４と、コイルボビン３３の断面と略同じ台形状の断面をもち、励磁コイル３１を挟んでコイルボビン３３に沿って配置された磁性体コア３２とを含んでいる。

図４は、コイルボビン３３、励磁コイル３１および磁性体コア３２を、図１における上方から見たところを示している。図４に示すように、コイルボビン３３、励磁コイル３１および磁性体コア３２は、定着ローラ１の長手方向（軸方向）Ｘの寸法に略対応した長さ寸法を有する長尺部材である。

コイルボビン３３は、励磁コイル３１および磁性体コア３２を支持するために設けられている。このコイルボビン３３は、非磁性材料からなるのが望ましく、この例では厚さ１ｍｍ〜３ｍｍの耐熱性の樹脂（例えばポリイミド）からなる。

励磁コイル３１は、高周波インバータ４から電力供給を受けて磁束を発生させるために設けられている。励磁コイル３１は、導線束を長円形状に複数回巻回して形成されている。この導線束は、定着ローラ１の長手方向Ｘに沿って延びる往路部分３１ａおよび復路部分３１ｂと、定着ローラ１の両端１ｃ，１ｄのところで、往路部分３１ａと復路部分３１ｂとをつなぐ湾曲部分３１ｃ，３１ｄとを有する。なお、１本の導線束は、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）を百数十本程度束ねて形成された直径数ｍｍ程度の公知の撚り線である。これにより、高周波インバータ４から駆動周波数１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ、電力１００Ｗ〜２０００Ｗの電力を受けることができる。なお、この例では、巻き線に伝熱した場合を考え、耐熱性の樹脂で被覆したものを使用した。

磁性体コア３２は、磁気回路の効率を上げるためと磁気遮蔽のために設けられている。この例では、磁性体コア３２は、長手方向Ｘに延びる一対の縁部３２Ｐ，３２Ｐと、これらの縁部３２Ｐ，３２Ｐにまたがって一体に形成された複数の台形部３２Ｄ（図１中に示した断面をもつ。）とからなっている。台形部３２Ｄは、長手方向Ｘに関して両端近傍では密なピッチで配列され、長手方向Ｘに関して両端近傍を除く内部では粗なピッチで配列されている。この磁性体コア３２の材料としては、高透磁率かつ低損失の磁性材料を用いる。パーマロイのような合金の場合は、コア内の渦電流損失が高周波で大きくなるため積層構造にしてもよい。この励磁コイル３１とコア３２の磁気回路部分は、磁気遮蔽が十分にできる手段がある場合は空芯（コア無し）にしてもよい。また、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。また、磁性体コア３２の横断面をＥ字形状として中央部に定着ローラ１へ向かって突出したコアを設けることにより、発熱効率を高めることもできる。

励磁コイル３１が発生した磁束は磁性体コア３２の内部を外部に漏れることなく通り、コアの突起部間で初めて磁性体コア外部に漏れ、定着ローラ１の発熱層１３を貫き、発熱層１３に渦電流が流れて発熱層１３自体が発熱（ジュール発熱）する。定着ローラ１の発熱層１３直下は断熱層１２（図２参照）によって断熱されていることから、発熱層１３の発熱によって弾性層１４および離型層１５が迅速に加熱されて、定着ローラ１の外周面１ａの温度（これを「定着ローラ表面温度」と呼ぶ。）が上昇する。

消磁コイル３４は、次に述べる図５に示すように、励磁コイル３１よりも短尺ではあるが、励磁コイル３１と同様に導線束を長円形状に複数回巻回して形成されている。この例では、消磁コイル３４は、励磁コイル３１のＸ方向両端に重ねて、一対配置されている。それらの消磁コイル３４は、互いに同じに構成され、定着ローラ１の長手方向Ｘに沿って延びる往路部分３４ａおよび復路部分３４ｂと、往路部分３４ａと復路部分３４ｂとをつなぐ湾曲部分３４ｃ，３４ｄとを有する。

図５は、定着ローラ１の長手方向Ｘについての、励磁コイル３１、消磁コイル３４の配置、特に用紙が通される領域との対応関係を模式的に示している。この図５では、Ｘ方向に関して、最大サイズの用紙が通される領域がＷ_ＭＡＸ、それよりも小サイズの用紙９０ｓが通される中央の領域（矢印Ｚの向きに用紙が通される）がＷでそれぞれ示されている。定着ローラ１の外周面のうちＸ方向に関して両側の端部に、小サイズの用紙９０ｓが通されない領域（小サイズシート非通過領域）Ｗ_０が生ずる。上述の消磁コイル３４は、この小サイズシート非通過領域Ｗ_０に対応し、マージンをもつように、それよりも若干広い領域Ｗ_Ｄを占めるように設けられている。

定着ローラ１の加熱と温調制御は、図１に示す制御回路５によって行われる。温度センサ６は例えばサーミスタであり、定着ローラ１の外周面１ａに当接するように配置されている。この温度センサ６の定着ローラ表面温度を表す検出信号が制御回路５に入力される。制御回路５は、温度センサ６の検出信号をもとに高周波インバータ４を制御して高周波インバータ４から励磁コイル３１への電力供給を増減させる。これにより、定着ローラ表面温度が所定の一定温度になるように自動制御される。これにより、用紙９０に熱が奪われても、定着ローラ表面温度を維持することができる。

定着動作時には、加圧ローラ２が回転駆動され、これに従動して定着ローラ１も回転する。これとともに、磁束発生部３の発生した磁束による電磁誘導によって定着ローラ１の発熱層１３が発熱して定着ローラ１の表面温度が所定の一定温度になるように自動制御される。この状態で、不図示の搬送機構によって、定着ローラ１と加圧ローラ２とが作るニップ部に、未定着トナー像９１が片面に形成されたシートとしての用紙９０が送り込まれる。この場合、用紙９０の未定着トナー像９１が形成された面が定着ローラ１に接する。定着ローラ１と加圧ローラ２とが作るニップ部に送り込まれた用紙９０は、ニップ部を通るときに定着ローラ１によって加熱される。これにより、未定着トナー像９１が用紙９０に定着される。ニップ部を通った用紙９０は定着ローラ１から分離して排出されていく。万一、用紙９０がニップ部通過後に定着ローラ外周面１ａに張り付いてしまった場合は、定着ローラ外周面１ａに当接して配置されている分離爪８がその用紙９０を定着ローラ外周面１ａから強制的に分離させて、ジャムを防止する。

なお、温度センサ６は、サーミスタのような接触式だけでなく、赤外線検出センサのような非接触式のものでもかまわない。

切換スイッチ７は、図６に示すように、各消磁コイル３４を「開」または「閉」にするために設けられている。この例では、切換スイッチ７は、制御回路５によって制御されて、搬送される用紙のサイズに応じて、各消磁コイル３４の開閉を行う。すなわち、図１中の定着ローラ１と加圧ローラ２との間のニップ部を最大サイズの用紙９０が通されるときは、切換スイッチ７は開になる。このとき、消磁コイル３４による消磁の効果は生じない。一方、小サイズの用紙９０ｓが通されるときは、切換スイッチ７は閉になる。このとき、消磁コイル３４は励磁コイル３１による磁界の変化を妨げる向きに磁界（逆磁界）を発生させて、消磁効果を発揮する。その結果、消磁コイル３４が配置されている領域Ｗ_Ｄ、つまり、実質的に小サイズシート非通過領域Ｗ_０で、定着ローラ１の過昇温を防止することができる。

このようにした場合、小サイズの用紙９０ｓに対して専用の磁束発生部を設けるようなことなく、またこの定着装置の持つ本来のスループットを著しく低下させることなく、定着ローラ１の過昇温による劣化を防ぐことができて、定着装置の高耐久化・高速化を図ることができる。

図１０は、ＩＨユニット４３に通電を行う高周波インバータ４の回路構成を具体的に示している。高周波インバータ４の回路構成としては並列共振回路と直列共振回路とが考えられるが、図１０は好ましい直列共振回路の例である。

ＩＨユニット４３は、図１中に示した磁束発生部３の励磁コイル３１に加えて、励磁コイル３１に対して電磁誘導により結合する定着ローラ１やコア３２、消磁コイル３４などの寄与を含むものであり、図１０中ではインダクタンスＬｓ４３と実効抵抗Ｒｓ４３とからなる直列等価回路によって表されている。なお、これらのインダクタンスＬｓ４３と実効抵抗Ｒｓ４３の値は、図７に示すように、一般的にＬＣＲメータと呼ばれるインピーダンス測定器３１０を磁束発生部３の励磁コイル３１の両端部に接続して測定すれば良い。

ＩＨユニット４３、実際には励磁コイル３１には、共振コンデンサ４４が直列接続されて直列共振回路４２を構成している。この直列共振回路４２の共振周波数ｆ_０（単位；Ｈｚ）は、次式（１）で与えられる。
ｆ_０＝１／（２π（ＬｓＣ）^１／２） …（１）

ただし、ＬｓはインダクタンスＬｓ４３の値（単位；Ｈ（ヘンリ））、Ｃは共振コンデンサ４４の容量（単位；Ｆ（ファラッド））である。

高周波インバータ４は、ＡＣ電源４０と、ダイオードブリッジＤＢ４１、平滑コイルＬｆ４１および平滑コンデンサＣｆ４１からなる整流回路４１と、それぞれパワートランジスタからなる一対のスイッチング素子４５Ａ，４５Ｂと、これらのスイッチング素子４５Ａ，４５Ｂを過電圧から保護するためのフライホイールダイオードＤ４５Ａ，Ｄ４５Ｂとから構成されている。

上記一対のスイッチング素子４５Ａ，４５Ｂは、制御部としての制御回路５によって或る駆動周波数ｆでオンオフ制御されるようになっている。これにより、ＩＨユニット４３、具体的には、磁束発生部３を介して定着ローラ１へ電力が投入される。

なお、図１１は、直列共振回路４２の駆動波形を示している。Ｉ_ＬｓはＩＨユニット４３を流れる電流を示し、Ｖ_ＣＥは各スイッチング素子４５Ａ，４５Ｂのコレクタ・エミッタ間電圧を示し、また、Ｔはスイッチング素子オン期間を示している。

直列共振回路４２では、駆動周波数ｆと共振周波数ｆ_０とが一致しているときに、インピーダンスＺが最小となり、電流が最も多く流れる。したがって、磁束発生部３を介して定着ローラ１へ投入される電力が最大となる（これを適宜「最大投入電力Ｐｗ_ＭＡＸ」と呼ぶ。）。したがって、この例のように定着ローラ１の発熱層の厚さが１００μｍ以下というように薄くて、駆動周波数ｆが高く設定されるときでも、高電力を投入できる。つまり、高い発熱効率と高い投入電力とを両立させることができる。この結果、短時間でのウオームアップ、通紙速度の向上が可能となる。

定着ローラ１へ投入される電力を制御するには、駆動周波数ｆを共振周波数ｆ_０から幾分増加させて、直列共振回路４２に流れる電流を少し低下させればよい。

さて、従来例に関して述べたように、消磁コイル３４の開閉に伴って、励磁コイル３１に対する電力供給側（インバータ回路）から見た負荷、つまり励磁コイルとそれに電磁的に結合した消磁コイルや定着ローラが作る等価回路（ＩＨユニット４３）のインダクタンスＬｓ４３や実効抵抗Ｒｓ４３が変化する。具体的には、図１２中に、消磁コイル３４が開いているときのＬｓ、Ｒｓを実線で示し、消磁コイル３４が閉じているときのＬｓ、Ｒｓを破線で示している。この図１２から分かるように、消磁コイル３４を開から閉へ切り換えることにより、Ｌｓ、Ｒｓはともに低下する。これに伴って、直列共振回路４２の共振波形が、図１３中の実線から破線で示すように変化する。すなわち、共振周波数はｆ_０１からｆ_０２へ高周波側にシフトし、共振周波数での投入電力値（電力ピーク値）は増加する。

ここで、この定着装置では、消磁コイル３４の開閉に伴って、図１中に示した制御回路５が高周波インバータ４の駆動周波数ｆを切り換えて設定する。

具体的には、図１５に示すように、定着ローラ１を発熱させる設定電力量および消磁コイル３４の開、閉に応じて、それぞれ設定すべき駆動周波数ｆの値を予め記載した駆動周波数テーブルを用意しておく。そして、消磁コイル３４の開閉に同期して直ちに、制御回路５がこの駆動周波数テーブルを参照して、高周波インバータ４の駆動周波数ｆを設定する。例えば、設定電力量が６００Ｗである場合に、消磁コイル３４が開から閉へ切り換えられたときは、駆動周波数ｆを４１．６ｋＨｚから４５．６ｋＨｚへ高周波側に移動して設定する。また、設定電力量が１２００Ｗである場合に、消磁コイル３４が閉から開へ切り換えられたときは、駆動周波数ｆを４０．２ｋＨｚから４３．２ｋＨｚへ低周波側に移動して設定する。なお、当然ながら、駆動周波数テーブル内の駆動周波数ｆを表すデータは、図１５中に示した値に限定されるものではなく、定着装置、具体的には、ＩＨユニット４３の特性（インダクタンスＬｓ４３や実効抵抗Ｒｓ４３など）に応じて、ケースバイケースで適切に設定される。

この定着装置では、定着ローラ１へ投入される電力を駆動周波数ｆの切り換え直後に円滑に制御することを予定している。したがって、駆動周波数テーブル中の「消磁コイル：開」欄の周波数は、図１３に示した消磁コイル３４の開時の共振波形（実線）上で共振周波数ｆ_０１から幾分増加したスロープ上の点に相当する。同様に、駆動周波数テーブル中の「消磁コイル：閉」欄の周波数は、図１３に示した消磁コイル３４の閉時の共振波形（破線）上で共振周波数ｆ_０２から幾分増加したスロープ上の点に相当する。

なお、図１５の駆動周波数テーブルでは、簡単のため代表的な設定電力量である３００Ｗ、６００Ｗ、９００Ｗ、１２００Ｗについてのみ消磁コイル３４の開、閉の場合の駆動周波数ｆを示しているが、実際には、システムとして可能な電力分解能ピッチで、それぞれ消磁コイル３４の開、閉の場合の駆動周波数ｆを格納する。

このように、消磁コイル３４の開閉に伴って、制御回路５が高周波インバータ４の駆動周波数ｆを切り換えて設定することにより、消磁コイル３４の開閉の切り換え直後であっても定着ローラ１に対して所望の電力を投入できる。したがって、消磁コイル３４の開閉に伴う定着ローラ１の周方向の温度リップル発生等の問題を解消できる。

図１４は、制御回路５による具体的な制御シーケンスを示している。まず、温度センサ６の出力に基づいて定着ローラ表面温度を取得するとともに（Ｓ１）、設定電力量を決定する（Ｓ２）。次に、消磁コイル３４を開とするか、閉とするかを判断する（Ｓ３）。この判断は、例えばユーザによる用紙サイズ選択、あるいは、送信データサイズなどに基づいてなされる。ここで、消磁コイル３４を「開」にすると判断されたならば、図１５の駆動周波数テーブルで、上記設定電力量についての「消磁コイル：開」欄に記載の駆動周波数ｆを読み込んで（Ｓ４）、消磁コイル３４を「開」に設定するとともに、その駆動周波数ｆを高周波インバータ４の駆動周波数として設定する（Ｓ５）。一方、ステップＳ３で消磁コイル３４を「開」にすると判断されたならば、図１５の駆動周波数テーブルで、上記設定電力量についての「消磁コイル：閉」欄に記載の駆動周波数ｆを読み込んで（Ｓ６）、消磁コイル３４を「閉」に設定するとともに、その駆動周波数ｆを高周波インバータ４の駆動周波数として設定する（Ｓ７）。続いて、高周波インバータ４によって、ＩＨユニット４３、実際には励磁コイル３１にその設定した駆動周波数の電圧を印加する。これにより、定着ローラ１の発熱層を発熱させて、実際の電流値及び電圧値を測定しリアルタイムで電力を所望の値に合わせ込む定電力制御を行う（Ｓ８）。そして、この定電力制御を行いながら、図１中に示した定着ローラ１と加圧ローラ２との間のニップ部を通して用紙を搬送して、その用紙にトナーを定着させる。

なお、図１５の駆動周波数テーブルのうち「消磁コイル：開」欄と「消磁コイル：閉」欄のデータのどちらか一方、例えば使用頻度が高いと考えられる「消磁コイル：開」欄のデータのみを予め用意しておき、他方の「消磁コイル：閉」欄のデータについては、上述の定電力制御を行いながら、「消磁コイル：開」欄のデータに基づいてリアルタイムで算出するようにしても良い。

他方の「消磁コイル：閉」欄のデータの算出の仕方は、例えば「消磁コイル：開」欄のデータに対して一定の差分を加算することによって算出できる。加算すべき「一定の差分」としては、消磁コイル３４の開時、閉時それぞれにおける投入電力量Ｐ対駆動周波数ｆ（図１３）の関係に基づいて最適な値を設定すれば良い。

逆に、「消磁コイル：閉」欄のデータのみを予め用意しておき、他方の「消磁コイル：開」欄のデータについては、上述の定電力制御を行いながら、「消磁コイル：閉」欄のデータに基づいてリアルタイムで算出するようにしても良い。

いずれにしても、消磁コイル３４が開から閉へ切り換えられたときは、駆動周波数ｆを高周波側に移動して設定する。また、消磁コイル３４が閉から開へ切り換えられたときは、駆動周波数ｆを低周波側に移動して設定する。

また、「差分」は、設定電力量の全域にわたって一定とせずに、設定電力量に応じて可変して設定しても良い。これにより、消磁コイル３４の開閉に伴って高周波インバータ４の駆動周波数ｆを切り換える制御を、設定電力量に応じて精度良く行うことができる。

また、「差分」を加算するのではなく、加算すべき量を駆動周波数ｆに対する割合によって定めても良い。

図８は、ＩＨユニット４３に通電を行う高周波インバータ（符号１０４で示す）を、図１０中に示した直列共振回路４２に代えて、並列共振回路１４２で構成した例を示している。なお、図１０中の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付して、重複した説明を省略する。

この並列共振回路１４２では、共振コンデンサ１４４は、ＩＨユニット４３、つまり励磁コイル３１に対して並列接続されている。スイッチング素子１４５は、制御部としての制御回路５によって或る駆動周波数ｆでオンオフ制御されるようになっている。これにより、ＩＨユニット４３、具体的には、磁束発生部３を介して定着ローラ１へ電力が投入される。

また、図９は、並列共振回路１４２の駆動波形を示している。この駆動波形に示された電流Ｉ_Ｌｓの傾きはインダクタンスＬｓにより定まり、ピーク電流値は実効抵抗Ｒｓにより定まる。つまり、並列共振回路１４２の場合のＩＨユニット４３に対する投入電力量（コイルを流れる電流Ｉ_Ｌｓに依存）は、インダクタンスＬｓ及び実効抵抗Ｒｓに依存する。このため、並列共振回路方式においても、直列共振回路４２の場合と同様に、消磁コイル３４の開閉に伴って高周波インバータ４の駆動周波数ｆを切り換える制御が有効となる。具体的には、消磁コイル３４の開閉に伴って、高周波インバータ１０４の駆動周波数ｆを、所望の電力が投入できる駆動周波数（スイッチング素子オン期間Ｔに対応）に切り換える。この結果、消磁コイル３４の開閉の切り換え直後であっても定着ローラ１に対して所望の電力を投入できる。したがって、消磁コイル３４の開閉に伴う定着ローラ１の周方向の温度リップル発生等の問題を解消できる。もちろん、より詳細な定電力制御を実施することがさらに望ましい。

なお、知られているように、この実施形態のように、定着ローラ１の発熱層１３（ニッケル層）の厚さが１００μｍ以下というように薄い場合、高い発熱効率を得るためには、より高周波にて駆動して、次式（２）に示す浸透深さ（単位；ｍ）を浅くする必要がある。
（浸透深さ）＝（πｆμρ）^−１／２ …（２）

ここで、ｆは駆動周波数（単位；Ｈｚ）、μは発熱層の透磁率（単位；Ｈ／ｍ）、ρは発熱層の導電率（単位；Ｓ／ｍ）である。

例えば発熱層（ニッケル層）の厚さが４０μｍである場合は、駆動周波数ｆは、最低でも４０ｋＨｚ程度、理想で６０ｋＨｚ以上であることが要求される。

一方、図９の駆動波形から分かるように、上述の並列共振回路１４３では、投入電力（コイルを流れる電流Ｉ_Ｌｓに依存）はスイッチング素子オン期間Ｔ（コレクタ・エミッタ間電圧Ｖ_ＣＥが低い期間）の長さに依存する。駆動周波数ｆを高くした場合、スイッチング素子オン期間Ｔが短くなるため、高い投入電力を確保するのが困難になる。例えば１２００Ｗ程度を確保する場合、駆動周波数ｆとしては２５ｋＨｚ〜３０ｋＨｚ弱程度が上限である。また、駆動周波数を増加させることによりスイッチング素子のコレクタ・エミッタ間電圧Ｖ_ＣＥも増加するため、スイッチング素子自体にとっても厳しい。このため、並列共振回路１４３よりも、図１０中に示したような直列共振回路４３を採用するのが望ましい。

本実施形態では、定着部材として定着ローラを備えたが、これに限定するものではなく、定着部材として定着ベルトを備えても良い。定着部材の材質や構成は、本実施形態に限定されるものではなく、本発明を適用可能な範囲内で適宜変更してかまわない。

また、本実施形態では、図５に示したように、定着ローラ１の長手方向両側の端部Ｗ_０，Ｗ_０に対応して、それぞれ１個の消磁コイル３４，３４を設けたが、これに限られるものではない。例えば最大サイズの用紙９０よりも小さいサイズをもつ用紙が２種類以上ある場合は、消磁コイル３４を用紙サイズに応じて複数に分割して設けても良い。その場合は、分割された各消磁コイル毎に切換スイッチ７を設ける。そして、用紙サイズに応じて、それらの分割された各消磁コイルをそれぞれの切換スイッチ７によって段階的に開閉する。例えば、消磁コイル３４を配置した領域Ｗ_Ｄ、言い換えれば定着ローラ１の長手方向両側の端部Ｗ_０，Ｗ_０に対応して不図示の温度センサ及び不図示の制御回路を設けて、それらによって切換スイッチ７を段階的に開閉する。これにより、様々な用紙サイズに応じて、定着ローラ１の長手方向両側の端部Ｗ_０，Ｗ_０の温度を調整することができる。

また、本実施形態では、切換スイッチ７は制御回路５によってオンオフ制御されるものとしたが、これに限られるものではなく、例えばこの定着装置が適用される画像形成装置の上位の制御部によって制御されても良い。

図１５は、一実施形態の定着装置１５２０を備えた画像形成装置１５０１の構成を示している。

まず、画像形成装置１５０１の概略構成を説明する。画像形成装置１５０１は、その内部のほぼ中央部にベルト部材として中間転写ベルト１５０２を備えている。中間転写ベルト１５０２は、ローラ１５０４、１５０５の外周部に支持されて矢印Ａ方向に回転駆動されるようになっている。中間転写ベルト駆動ローラ１５０５は図示しない駆動モータに連結され、この中間転写ベルト駆動ローラ１５０５の回転に伴い、ローラ１５０４が従動回転するようになっている。

中間転写ベルト１５０２の下部水平部の下には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色にそれぞれ対応する４つの作像ユニット１５０６Ｙ、１５０６Ｍ、１５０６Ｃ、１５０６Ｋが中間転写ベルト１５０２に沿って並んで配置されている。

各作像ユニット１５０６Ｙ、１５０６Ｍ、１５０６Ｃ、１５０６Ｋは、感光体ドラム１５０７Ｙ、１５０７Ｍ、１５０７Ｃ、１５０７Ｋをそれぞれ有している。各感光体ドラムフ１５０Ｙ、１５０７Ｍ、１５０７Ｃ、１５０７Ｋの周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電器１５０８と、プリントヘッド部１５０９と、現像器１５１０と、中間転写ベルト１５０２を挟んで各感光体ドラム１５０７Ｙ、１５０７Ｍ、１５０７Ｃ、１５０７Ｋと対向する１次転写ローラ１５１１Ｙ、１５１１Ｍ、１５１１Ｃ、１５１１Ｋと、クリーナ１５１２とがそれぞれ配置されている。

中間転写ベルト１５０２の中間転写ベルト駆動ローラ１５０５で支持された部分には、２次転写ローラ１５０３が圧接されており、２次転写ローラ１５０３と中間転写ベルト１５０２とのニップ部が、２次転写領域１５３０になっている。

２次転写領域１５３０後方の搬送路１５４１下流位置には、定着ローラ１５２１、加圧ローラ１５２２、磁束発生部１５２３とを備えた定着装置１５２０が配置させている。定着ローラ１５２１と加圧ローラ１５２２との圧接部が定着ニップ部１５３１となっている。図１６では図示を省略しているが、この定着装置１５２０は、図１に示した定着装置と同様に、定着ローラ１５２１と磁束発生部１５２３との間に消磁コイル３４を備え、さらに、制御回路５、高周波インバータ４および切換スイッチ７を備えている。定着装置１５２０は、この画像形成装置の図示しない制御部から受ける用紙サイズを表す信号に応じて切換スイッチ７をオンオフさせて、消磁コイル３４を開閉する。

プリンタ１の下部には、給紙カセット１５１７が着脱可能に配置されている。給紙カセット１５１７内に積載収容された用紙Ｐ（既述の最大サイズの用紙９０や小サイズの用紙９０ｓを含む。）は、給紙ローラ１５１８の回転によって最上部のものから１枚ずつ搬送路１５４０に送り出されることになる。

前記中間転写ベルト１５０２の最下流側の作像ユニット１５０６Ｋと２次転写領域１５３０との間には、レジストセンサを兼用するＡＩＤＣ（画像濃度）センサ１５１９が設置されている。このレジストセンサ１５１９は、中間転写ベルト１５０２上に形成された各色のパターンの間隔を測定し、その間隔を予め定められた基準値と比較することにより、各色の画像の書き出し開始タイミングを調整するためのものである。

次に、以上の構成からなる画像形成装置１５０１の概略動作について説明する。外部装置（例えばパーソナルコンピュータ）から画像形成装置１５０１の画像信号処理部（図示せず）に画像信号が入力されると、画像信号処理部ではこの画像信号をイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックに色変換したデジタル画像信号を作成し、入力されたデジタル信号に基づいて、各作像ユニット１５０６Ｙ、１５０６Ｍ、１５０６Ｃ、１５０６Ｋのプリントヘッド部１５０９を発光させて露光を行う。これにより、各感光体ドラム１５０７Ｙ、１５０７Ｍ、７Ｃ、１５０７Ｋの表面には、各色用の静電潜像がそれぞれ形成される。

各感光体ドラム１５０７Ｙ、１５０７Ｍ、１５０７Ｃ、１５０７Ｋ上に形成された静電潜像は、各現像器１５１０によりそれぞれ現像されて各色のトナー画像となる。そして、各色のトナー画像は、各１次転写ローラ１５１１Ｙ、１５１１Ｍ、１５１１Ｃ、１５１１Ｋの作用により、矢印Ａ方向に移動する中間転写ベルト１５０２上に順次重ね合わせて１次転写される。

このようにして中間転写ベルト１５０２上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト１５０２の移動にしたがって２次転写領域１５３０に達する。この２次転写領域１５３０において、重ね合わされた各色トナー画像は、２次転写ローラ１５０３の作用により、用紙Ｐに一括して２次転写される。

次に用紙Ｐに２次転写されたトナー画像は、定着ニップ部１５３１に達する。この定着ニップ部１５３１において、トナー画像は磁束発生部１５２３により誘導発熱する定着ローラ１５２１及び加圧ローラ１５２２の作用により用紙Ｐに定着される。

この定着に際して、図１に示した定着装置と同様に、定着装置１５２０は、消磁コイル３４の開閉に伴って、制御回路５が高周波インバータ４の駆動周波数ｆを切り換えて設定する。したがって、消磁コイル３４の開閉の切り換え直後であっても定着ローラ１５２１に対して所望の電力を投入できる。したがって、消磁コイル３４の開閉に伴う定着ローラ１５２１の周方向の温度リップル発生等の問題を解消できる。

トナー画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ１５１４を介して排紙トレイ１５１３に排出される。

なお、画像形成装置としてはモノクロ／カラーの複写機、プリンタ、ＦＡＸやこれらの複合機など、どれでもかまわない。

この発明の一実施形態の定着装置の概略構成を示す図である。 上記定着装置の定着ローラの断面構成を示す図である。 上記定着装置の加圧ローラの断面構成を示す図である。 図１の定着装置を上方から見たところを示す図である。 定着ローラの長手方向についての、励磁コイル、消磁コイルの配置、特に用紙が通される領域との対応関係を模式的に示す図である。 上記定着装置の切換スイッチの構成を示す図である。 上記定着装置のＩＨユニットのインダクタンスＬｓと実効抵抗Ｒｓを観測する仕方を説明する図である。 上記定着装置のＩＨユニットに通電を行う高周波インバータを並列共振回路によって構成した例を具体的に示す図である。 上記定着装置の高周波インバータを構成する並列共振回路の駆動波形を示す図である。 上記定着装置のＩＨユニットに通電を行う高周波インバータを直列共振回路によって構成した例を具体的に示す図である。 上記定着装置の高周波インバータを構成する直列共振回路の駆動波形を示す図である。 上記消磁コイルが開、閉であるときのＩＨユニットのインダクタンスＬｓと実効抵抗Ｒｓをそれぞれ示す図である。 上記消磁コイルが開、閉であるときのＩＨユニットの投入電力と駆動周波数との関係（共振波形）を示すグラフである。 上記定着装置の制御回路による制御シーケンスを示すフローチャートである。 上記定着装置のための駆動周波数テーブルを抜粋して示す図である。 この発明の一実施形態の定着装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。

符号の説明

１、１５２１ 定着ローラ
１３ 電磁誘導発熱層
２、１５２２ 加圧ローラ
３、１５２３ 磁束発生部
４、１０４ 高周波インバータ
５ 制御回路
６ 温度センサ
７ 切換スイッチ
３１ 励磁コイル
３２ コア
３４ 消磁コイル
４２ 直列共振回路
４３ ＩＨユニット
１４２ 並列共振回路

Claims (14)

1. 搬送されるシートが外周面に圧接される定着部材と、
   上記定着部材の外周面に沿って上記搬送されるシートの幅方向に関して細長く配置された、上記定着部材の発熱層を誘導加熱するための励磁コイルと、
   上記励磁コイルに或る駆動周波数の電圧を印加することで上記励磁コイルを介して上記定着部材の発熱層を発熱させる高周波電源回路と、
   上記定着部材の外周面のうちの上記シートの幅方向に関して一部に対応する小サイズシート非通過領域に、上記励磁コイルに沿って配置された消磁コイルと、
   上記搬送されるシートのサイズに応じて上記消磁コイルを開閉する切換スイッチと、
   上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定する制御部とを備えたことを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記高周波電源回路は、上記励磁コイルに直列接続されて等価的に直列共振回路を構成するコンデンサを含み、
   上記制御部は、上記消磁コイルが閉から開に切り換えられるとき上記消磁コイルが開であるときの上記直列共振回路の共振周波数よりも高い側に、また、上記消磁コイルが開から閉に切り換えられるとき上記消磁コイルが閉であるときの上記直列共振回路の共振周波数よりも高い側に、それぞれ上記駆動周波数を移動させることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記高周波電源回路は、上記励磁コイルに直列接続されて等価的に直列共振回路を構成するコンデンサを含み、
   上記制御部は、上記消磁コイルが閉から開に切り換えられるとき上記直列共振回路の共振周波数が低い側へシフトするのに応じて、また、上記消磁コイルが開から閉に切り換えられるとき上記直列共振回路の共振周波数が高い側へシフトするのに応じて、それぞれ上記駆動周波数を移動させることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つに記載の定着装置において、
   上記定着部材を発熱させる設定電力量および上記消磁コイルの開、閉に応じて、それぞれ設定すべき上記駆動周波数の値を予め記載した駆動周波数テーブルを備えたことを特徴とする定着装置。
5. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記制御部は、上記消磁コイルの開閉に伴って、上記高周波電源回路の駆動周波数を所定量だけ移動させることを特徴とする定着装置。
6. 請求項５に記載の定着装置において、
   上記制御部が上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を移動させる量は、上記定着部材を発熱させる設定電力量の全域にわたって一定であることを特徴とする定着装置。
7. 請求項５に記載の定着装置において、
   上記制御部が上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を移動させる量は、上記定着部材を発熱させる設定電力量に応じて可変して設定されることを特徴とする定着装置。
8. 請求項１に記載の定着装置において、
   上記制御部は、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定した後、引き続き、上記定着部材を発熱させる実際の電力が上記設定電力量になるように上記高周波電源回路を制御することを特徴とする定着装置。
9. 請求項８に記載の定着装置において、
   上記制御部は、上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定した後、上記直列共振回路の共振周波数よりも幾分高い側に上記高周波電源回路の駆動周波数を維持することを特徴とする定着装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか一つに記載の定着装置において、
    上記定着部材は円筒状のローラであることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１乃至９のいずれか一つに記載の定着装置において、
    上記定着部材は無端状のベルトであることを特徴とする定着装置。
12. 請求項１に記載の定着装置において、
    上記小サイズシート非通過領域は、上記定着部材の外周面のうちの上記シートの幅方向に関して両側の端部に対応することを特徴とする定着装置。
13. シートにトナーを付着させる画像形成部と、
    請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の定着装置と
    備えた画像形成装置。
14. シートにトナーを付着させる画像形成部と、請求項１に記載の定着装置とを用いる画像形成方法であって、
    上記画像形成部によってシートにトナーを付着させて上記定着装置に送り込み、
    上記シートのサイズに応じて上記消磁コイルを開閉するとともに、上記制御部によって、上記消磁コイルの開閉に伴って上記高周波電源回路の駆動周波数を切り換えて設定し、
    上記高周波電源回路によって、上記励磁コイルに上記切り換え後の駆動周波数の電圧を印加することで上記励磁コイルを介して上記定着部材の発熱層を発熱させて、上記シートに上記トナーを定着させる画像形成方法。
    

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