(57)【要約】【課題】電磁誘導加熱方式の定着装置において、長期間の使用による磁界生成部材の位置ずれを防止する。【解決手段】導電層を有し、導電層が電磁誘導加熱されることにより記録材にトナーを定着する定着部材と、定着部材の導電層と交差する交流磁界を生成する磁界発生部材と、磁界発生部材にて発生した交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材と、磁界発生部材を支持する支持部材と、磁界発生部材と磁路形成部材との間に設けられ且つ複数の磁路形成部材に接触するように配置され、磁界発生部材を指示部材に向けて押圧しながら弾性変形し磁界発生部材を指示部材上に固定するシート状弾性支持部材と、磁路形成部材を磁界発生部材側に向けて押圧する押圧部材と、を備えることを特徴とする定着装置。【選択図】図１１
2010230777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層を有し、当該導電層が電磁誘導加熱されることにより記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界発生部材と、
前記磁界発生部材にて発生した交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材と、
前記磁界発生部材を支持する支持部材と、
前記磁界発生部材と前記磁路形成部材との間に設けられ且つ複数の当該磁路形成部材に接触するように配置され、当該磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧しながら弾性変形し当該磁界発生部材を当該支持部材上に固定するシート状弾性支持部材と、
前記磁路形成部材を前記磁界発生部材側に向けて押圧する押圧部材と、
を備えることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記磁路形成部材は、前記押圧部材により前記支持部材側に向けて加圧され、当該押圧部材と前記シート状弾性支持部材とにより挟まれるように押圧されることで固定されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【請求項３】
前記シート状弾性支持部材は、前記磁路形成部材を介して前記押圧部材から受けた加圧力により生じる弾性力により前記磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記押圧部材の加圧力は、当該押圧部材から受けた加圧力により前記シート状弾性支持部材に生じる弾性力より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項５】
前記磁界発生部材にて発生した交流磁界を遮蔽するとともに、前記磁路形成部材と前記押圧部材を挟むように前記支持部材に取り付けられた遮蔽部材をさらに有し、当該磁路形成部材は当該押圧部材により当該支持部材側に加圧されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項６】
前記押圧部材は、非磁性材料から構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置。
【請求項７】
前記シート状弾性支持部材と前記押圧部材とは、ゴム状弾性体から構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載の定着装置。
【請求項８】
トナー像を形成するトナー像形成部と、
前記トナー像形成部により形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部と、
当該記録材に転写されたトナー像を当該記録材上に定着する定着ユニットと、を備え、
前記定着ユニットは、
導電層を有し、当該導電層が電磁誘導加熱されることにより記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界発生部材と、
前記磁界発生部材にて発生した交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材と、
前記磁界発生部材を支持する支持部材と、
前記磁界発生部材と前記磁路形成部材との間に設けられ且つ複数の当該磁路形成部材に接触するように配置され、当該磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧しながら弾性変形し当該磁界発生部材を当該支持部材上に固定するシート状弾性支持部材と、
前記磁路形成部材を前記磁界発生部材側に向けて押圧する押圧部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
前記定着部の前記磁路形成部材は、前記押圧部材と前記シート状弾性支持部材とにより挟まれるように押圧されることで固定され、且つ、当該シート状弾性支持部材は、当該押圧部材から受けた加圧力により生じる弾性力により前記磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
導電層を有し当該導電層が電磁誘導加熱されることにより記録材にトナーを定着する定着部材の当該導電層と交差する交流磁界を生成する磁界発生部材と、
前記磁界発生部材にて発生した交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材と、
前記磁界発生部材を支持する支持部材と、
前記磁界発生部材と前記磁路形成部材との間に設けられ、且つ複数の当該磁路形成部材に接触するように配置され、当該磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧しながら弾性変形し当該磁界発生部材を当該支持部材上に固定するシート状弾性支持部材と、
前記磁路形成部材を前記磁界発生部材側に向けて押圧する押圧部材と、
を備えることを特徴とする磁界生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置、画像形成装置及び磁界生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置に搭載する定着装置として、電磁誘導加熱方式を用いたものが知られている。例えば、特許文献１には、銅発熱層を有する定着ベルトと励磁コイルとを、２つの磁性部材で挿んで磁路形成し、銅発熱層を電磁誘導加熱する電磁誘導加熱方式の定着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５２２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで一般に、電磁誘導加熱方式の定着装置では、定着部材の導電層と交差する交流磁界を発生させる励磁コイルと、励磁コイルで発生した交流磁界の磁路を形成する磁心が接着剤等の剛性体により固定されている。定着装置を長期間使用すると、接着剤等の剛性体が剥離、或いは、フェライト製の磁心が破損し、磁界生成部材の位置ずれが生じる。
本発明の目的は、電磁誘導加熱方式の定着装置において、長期間の使用による磁界生成部材の位置ずれを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、導電層を有し、当該導電層が電磁誘導加熱されることにより記録材にトナーを定着する定着部材と、前記定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界発生部材と、前記磁界発生部材にて発生した交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材と、前記磁界発生部材を支持する支持部材と、前記磁界発生部材と前記磁路形成部材との間に設けられ且つ複数の当該磁路形成部材に接触するように配置され、当該磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧しながら弾性変形し当該磁界発生部材を当該支持部材上に固定するシート状弾性支持部材と、前記磁路形成部材を前記磁界発生部材側に向けて押圧する押圧部材と、を備えることを特徴とする定着装置である。
請求項２に係る発明は、前記磁路形成部材は、前記押圧部材により前記支持部材側に向けて加圧され、当該押圧部材と前記シート状弾性支持部材とにより挟まれるように押圧されることで固定されることを特徴とする請求項１に記載の定着装置である。
請求項３に係る発明は、前記シート状弾性支持部材は、前記磁路形成部材を介して前記押圧部材から受けた加圧力により生じる弾性力により前記磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の定着装置である。
請求項４に係る発明は、前記押圧部材の加圧力は、当該押圧部材から受けた加圧力により前記シート状弾性支持部材に生じる弾性力より大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項５に係る発明は、前記磁界発生部材にて発生した交流磁界を遮蔽するとともに、前記磁路形成部材と前記押圧部材を挟むように前記支持部材に取り付けられた遮蔽部材をさらに有し、当該磁路形成部材は当該押圧部材により当該支持部材側に加圧されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項６に係る発明は、前記押圧部材は、非磁性材料から構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の定着装置である。
請求項７に係る発明は、前記シート状弾性支持部材と前記押圧部材とは、ゴム状弾性体から構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか1項に記載の定着装置である。
【０００６】
請求項８に係る発明は、トナー像を形成するトナー像形成部と、前記トナー像形成部により形成されたトナー像を記録材上に転写する転写部と、当該記録材に転写されたトナー像を当該記録材上に定着する定着ユニットと、を備え、前記定着ユニットは、導電層を有し、当該導電層が電磁誘導加熱されることにより記録材にトナーを定着する定着部材と、
前記定着部材の前記導電層と交差する交流磁界を生成する磁界発生部材と、前記磁界発生部材にて発生した交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材と、前記磁界発生部材を支持する支持部材と、前記磁界発生部材と前記磁路形成部材との間に設けられ且つ複数の当該磁路形成部材に接触するように配置され、当該磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧しながら弾性変形し当該磁界発生部材を当該支持部材上に固定するシート状弾性支持部材と、前記磁路形成部材を前記磁界発生部材側に向けて押圧する押圧部材と、を有することを特徴とする画像形成装置である。
請求項９に係る発明は、前記定着部の前記磁路形成部材は、前記押圧部材と前記シート状弾性支持部材とにより挟まれるように押圧されることで固定され、且つ、当該シート状弾性支持部材は、当該押圧部材から受けた加圧力により生じる弾性力により前記磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧することを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置である。
【０００７】
請求項１０に係る発明は、導電層を有し当該導電層が電磁誘導加熱されることにより記録材にトナーを定着する定着部材の当該導電層と交差する交流磁界を生成する磁界発生部材と、前記磁界発生部材にて発生した交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材と、前記磁界発生部材を支持する支持部材と、前記磁界発生部材と前記磁路形成部材との間に設けられ、且つ複数の当該磁路形成部材に接触するように配置され、当該磁界発生部材を前記支持部材に向けて押圧しながら弾性変形し当該磁界発生部材を当該支持部材上に固定するシート状弾性支持部材と、前記磁路形成部材を前記磁界発生部材側に向けて押圧する押圧部材と、を備えることを特徴とする磁界生成装置である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、電磁誘導加熱方式の定着装置において、長期間の使用による磁界生成部材の位置ずれが防止される。
【０００９】
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、磁路形成部材が２個の部材に確実に挟まれて固定される。
【００１０】
請求項３の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、磁界発生部材がより確実に固定される。
【００１１】
請求項４の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、各部材の位置決めをより確実に行える。
【００１２】
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、押圧部材を介しての加圧がより可能となる。
【００１３】
請求項６の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、電磁誘導加熱システムに影響を与えない。
【００１４】
請求項７の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、電磁誘導加熱システムにおいて、励磁コイル等の磁界発生部材の振動が吸収される。
【００１５】
請求項８の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、電磁誘導加熱方式の定着装置において、長期間の使用による磁界生成部材の位置ずれが防止される。
【００１６】
請求項９の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、電磁誘導加熱方式の定着装置において、磁路形成部材と磁界発生部材がより確実に固定される。
【００１７】
請求項１０の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、電磁誘導加熱方式の磁界生成装置において、長期間の使用による磁界生成部材の位置ずれが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態が適用される定着装置を備えた画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】本実施の形態が適用される定着ユニットの構成を示す正面図である。
【図３】図２における定着装置のＸＸ断面図である。
【図４】定着ベルトの断面層構成図である。
【図５】（ａ）がエンドキャップ部材の側面図であり、（ｂ）がＺ方向から見たエンドキャップ部材の平面図である。
【図６】ＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【図７】定着ベルトの温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線の状態を説明する図である。
【図８】小サイズ紙を連続して通紙した際の定着ベルトの幅方向の温度分布の概略を示した図である。
【図９】非通紙領域での定着ベルトの温度が透磁率変化開始温度を超えた温度範囲にある場合の磁力線の状態を説明する図である。
【図１０】感温磁性部材に形成されるスリットを示した図である。
【図１１】ＩＨヒータの積層構造を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態の定着装置が適用される画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらに、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）３や画像読取装置（スキャナ）４等との通信を行って画像データを受信する通信部３２、通信部３２にて受信された画像データに対し、予め定めた画像処理を施す画像処理部３３を備えている。
【００２０】
画像形成部１０は、一定の間隔を置いて並列的に配置されるトナー像形成手段の一例である４つの画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ（「画像形成ユニット１１」とも総称する）を備えている。各画像形成ユニット１１は、静電潜像を形成してトナー像を保持する像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００２１】
また、画像形成部１０は、各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト２０、各画像形成ユニット１１にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト２０に順次転写（一次転写）する一次転写ロール２１を備えている。さらに、中間転写ベルト２０上に重畳して転写された各色トナー像を記録材（記録紙）である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ロール２２、二次転写された各色トナー像を用紙Ｐ上に定着させる定着手段（定着装置）の一例としての定着ユニット６０を備えている。なお、本実施の形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト２０、一次転写ロール２１、および二次転写ロール２２により転写手段が構成される。
【００２２】
本実施の形態の画像形成装置１では、制御部３１による動作制御の下で、次のようなプロセスによる画像形成処理が行われる。すなわち、ＰＣ３やスキャナ４からの画像データは通信部３２にて受信され、画像処理部３３により予め定めた画像処理が施された後、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば、黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で一様に帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【００２３】
各画像形成ユニット１１の感光体ドラム１２に形成された各色トナー像は、一次転写ロール２１により矢印Ｂ方向に移動する中間転写ベルト２０上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。中間転写ベルト２０上の重畳トナー像は、中間転写ベルト２０の移動に伴って二次転写ロール２２が配置された領域（二次転写部Ｔ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部Ｔに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙保持部４０から用紙Ｐが二次転写部Ｔに供給される。そして、重畳トナー像は、二次転写部Ｔにて二次転写ロール２２が形成する転写電界により、搬送されてきた用紙Ｐ上に一括して静電転写（二次転写）される。
【００２４】
その後、重畳トナー像が静電転写された用紙Ｐは、定着ユニット６０まで搬送される。定着ユニット６０に搬送された用紙Ｐ上のトナー像は、定着ユニット６０によって熱および圧力を受け、用紙Ｐ上に定着される。そして、定着画像が形成された用紙Ｐは、画像形成装置１の排出部に設けられた用紙積載部４５に搬送される。
一方、一次転写後に感光体ドラム１２に付着しているトナー（一次転写残トナー）、および二次転写後に中間転写ベルト２０に付着しているトナー（二次転写残トナー）は、それぞれドラムクリーナ１６、およびベルトクリーナ２５によって除去される。
このようにして、画像形成装置１における画像形成処理が、プリント枚数分のサイクルだけ繰り返し実行される。
【００２５】
＜定着ユニットの構成の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット６０について説明する。
図２および図３は本実施の形態が適用される定着ユニット６０の構成を示す図であり、図２は正面図、図３は図２におけるＸＸ断面図である。
図３に示すように、定着ユニット６０は、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としてのＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ）ヒータ８０、ＩＨヒータ８０により電磁誘導加熱されてトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１、定着ベルト６１に対向するように配置された加圧ロール６２、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される押圧パッド６３を備えている。
さらに、定着ユニット６０は、押圧パッド６３等の構成部材を支持するホルダ６５、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界を誘導して磁路を形成する磁路形成部材としての感温磁性部材６４、感温磁性部材６４を通過した磁力線を誘導する誘導部材６６、定着ベルト６１からの用紙Ｐの剥離を補助する剥離補助部材７０を備えている。
【００２６】
＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば、原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３７０ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電発熱層６１２、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３、最上層に被覆された表面離型層６１４からなる多層構造のベルト部材である。
【００２７】
基材層６１１は、薄層の導電発熱層６１２を支持するとともに、定着ベルト６１全体としての機械的強度を形成する耐熱性のシート状部材で構成される。また、基材層６１１は、ＩＨヒータ８０にて生成された交流磁界が感温磁性部材６４まで作用するように、磁界を通過させる物性（比透磁率、固有抵抗）を有する材料、厚さで形成される。一方、基材層６１１自身は、磁界の作用により発熱しないか、または発熱し難く構成される。
具体的には、基材層６１１として、例えば、厚さ３０μｍ〜２００μｍ（好ましくは５０〜１５０μｍ）の非磁性ステンレススチール等の非磁性金属や、厚さ６０μｍ〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
【００２８】
導電発熱層６１２は、導電層の一例であって、ＩＨヒータ８０にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ８０からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
通常、ＩＨヒータ８０に交流電流を供給する励磁回路（後段の図６も参照）の電源として、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、ＩＨヒータ８０により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚとなる。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
【００２９】
導電発熱層６１２に交流磁界が侵入できる領域は、交流磁界が１／ｅに減衰する領域である「表皮深さ（δ）」として規定され、次の（１）式から導かれる。（１）式において、ｆは交流磁界の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）、ρは固有抵抗値（Ω・ｍ）、μｒは比透磁率である。
そのため、導電発熱層６１２の厚さは、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が導電発熱層６１２を侵入し通過するように、（１）式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄層に構成される。また、導電発熱層６１２を構成する材料として、例えば、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ｂｉ，Ｂｅ，Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
【００３０】
【数１】
2010230777.tif 000003
【００３１】
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２μｍ〜２０μｍ、固有抵抗２．７×１０−８Ω・ｍ以下の例えばＣｕ等の非磁性金属（比透磁率が概ね１の常磁性体）が用いられる。
また、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱されるまでに要する時間（以下、「ウォームアップタイム」）を短縮する観点からも、導電発熱層６１２は、薄層に構成するのが好ましい。
【００３２】
弾性層６１３は、シリコーンゴム等の耐熱性の弾性体で構成される。定着対象となる用紙Ｐに保持されるトナー像は、粉体である各色トナーが積層して形成されている。そのため、ニップ部Ｎにおいてトナー像の全体に均一に熱を供給するには、用紙Ｐ上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト６１表面が変形することが好ましい。そこで、弾性層６１３には、例えば厚みが１００μｍ〜６００μｍ、硬度が１０°〜３０°（ＪＩＳ−Ａ）のシリコーンゴムが好適である。
表面離型層６１４は、用紙Ｐ上に保持された未定着トナー像と直接接触するため、離型性の高い材料が使用される。例えば、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重合体（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、シリコーン共重合体、またはこれらの複合層等が用いられる。表面離型層６１４の厚さが過度に薄いと、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くなる傾向がある。表面離型層６１４の厚さが過度に厚いと、定着ベルト６１の熱容量が増大し、ウォームアップタイムが長くなる傾向がある。本実施の形態では、表面離型層６１４の厚さは、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１μｍ〜５０μｍが好適である。
【００３３】
＜押圧パッドの説明＞
押圧パッド６３は、シリコーンゴム等やフッ素ゴム等の弾性体で構成され、加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される状態で配置され、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎを形成する。
また、押圧パッド６３は、ニップ部Ｎの入口側（用紙Ｐの搬送方向上流側）のプレニップ領域６３ａと、ニップ部Ｎの出口側（用紙Ｐの搬送方向下流側）の剥離ニップ領域６３ｂとで異なるニップ圧が設定されている。すなわち、プレニップ領域６３ａでは、加圧ロール６２側の面がほぼ加圧ロール６２の外周面に倣う円弧形状に形成され、均一で幅の広いニップ部Ｎを形成する。また、剥離ニップ領域６３ｂでは、剥離ニップ領域６３ｂを通過する定着ベルト６１の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール６２表面から局所的に大きなニップ圧で押圧されるように形成される。それにより、剥離ニップ領域６３ｂを通過する用紙Ｐに定着ベルト６１表面から離れる方向のカール（ダウンカール）を形成して、用紙Ｐに対する定着ベルト６１表面からの剥離を促進させている。
【００３４】
尚、本実施の形態では、押圧パッド６３による剥離の補助手段として、ニップ部Ｎの下流側に、剥離補助部材７０を配置している。剥離補助部材７０は、剥離バッフル７１が定着ベルト６１の回転移動方向と対向する向き（所謂、カウンタ方向）に、定着ベルト６１と近接する状態でホルダ７２によって支持される。そして、押圧パッド６３の出口にて用紙Ｐに形成されたカール部分を剥離バッフル７１により支持し、用紙Ｐが定着ベルト６１方向に向かうことを抑制する。
【００３５】
＜感温磁性部材の説明＞
感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の内周面に倣った円弧形状で形成されている。感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の内周面とは、予め定めた間隙（例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ）を有するように近接させ、非接触で配置される。
感温磁性部材６４を定着ベルト６１と近接させて配置することにより、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度に対応して変化する。このため、感温磁性部材６４の温度が定着ベルト６１の温度と略同じ温度となる。
また、画像形成装置１のメインスイッチがオンされ、定着ベルト６１が定着設定温度まで加熱される際、定着ベルト６１の熱が感温磁性部材６４に流入するのを抑制し、ウォームアップタイムが短縮する。
【００３６】
また、感温磁性部材６４は、その磁気特性の透磁率が急変する温度である「透磁率変化開始温度」（後段参照）を有する材料により構成される。透磁率変化開始温度は、その磁気特性の透磁率が急変する温度である。本実施の形態では、感温磁性部材６４を構成する材料の透磁率変化開始温度は、各色トナー像が溶融する定着設定温度以上であり、且つ、定着ベルト６１の弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度よりも低い温度範囲内に設定される。すなわち、感温磁性部材６４は、定着設定温度を含む温度領域において強磁性と非磁性（常磁性）との間を可逆的に変化する特性（「感温磁性」）を有する材料で構成される。そして、感温磁性部材６４は、強磁性を呈する透磁率変化開始温度以下の温度範囲において磁路形成部材として機能し、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を内部に誘導して、感温磁性部材６４の内部を通過する磁路を形成する。それにより、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１とＩＨヒータ８０の励磁コイル８２（後段の図６参照）とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。
一方、透磁率変化開始温度を超える温度範囲において、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線を、感温磁性部材６４の厚さ方向に横切るように透過させる。それにより、ＩＨヒータ８０にて生成され定着ベルト６１を透過した磁力線は、感温磁性部材６４を透過し、誘導部材６６の内部を通過してＩＨヒータ８０に戻る磁路を形成する。
尚、ここでの「透磁率変化開始温度」とは、透磁率（例えば、ＪＩＳ  Ｃ２５３１で測定される透磁率）が連続的に低下を開始する温度であり、例えば、感温磁性部材６４等の部材を透過する磁束量（磁力線の数）が変化し始める温度点をいう。したがって、透磁率変化開始温度は、磁性が消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
【００３７】
感温磁性部材６４に用いる材料としては、透磁率変化開始温度が、例えば、１４０℃（定着設定温度）〜２４０℃の範囲内に設定された、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等の二元系感温磁性合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の感温磁性合金等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系感温磁性合金においては、約Ｆｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで２２５℃前後に透磁率変化開始温度を設定することができる。このようなパーマロイや感温磁性合金等の金属合金等は、成型性や加工性に優れ、伝熱性も高く安価である等の理由から、感温磁性部材６４に適する。その他の材料としては、Ｆｅ，Ｎｉ，Ｓｉ，Ｂ，Ｎｂ，Ｃｕ，Ｚｒ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｖ，Ｍｎ，Ｍｏ等からなる金属合金が用いられる。
また、感温磁性部材６４は、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）に対する表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも厚い厚さで形成される。具体的には、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金を用いた場合には５０μｍ〜３００μｍ程度に設定される。なお、感温磁性部材６４の構成や機能に関しては、後段でさらに詳述する。
【００３８】
＜ホルダの説明＞
押圧パッド６３を支持するホルダ６５は、押圧パッド６３が加圧ロール６２からの押圧力を受けた状態での撓み量が一定量以下となるように、剛性の高い材料で構成される。それにより、ニップ部Ｎにおける長手方向の圧力（ニップ圧Ｎ）の均一性を維持している。
さらに、本実施の形態の定着ユニット６０では、電磁誘導を用いて定着ベルト６１を加熱する構成を採用していることから、ホルダ６５は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、例えばＡｌ，Ｃｕ，Ａｇ等の非磁性金属材料等が用いられる。
【００３９】
＜誘導部材の説明＞
誘導部材６６は、感温磁性部材６４の内周面に倣った円弧形状で形成され、感温磁性部材６４の内周面とは、予め定めた間隙（例えば、１．０ｍｍ〜５．０ｍｍ）を有するように非接触に配置される。また、誘導部材６６は、例えば、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ等の固有抵抗値が比較的小さい非磁性金属で構成される。そして、感温磁性部材６４が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界（磁力線）を誘導し、定着ベルト６１の導電発熱層６１２よりも渦電流Ｉが発生し易い状態を形成する。それにより、誘導部材６６の厚さは、渦電流Ｉが流れ易いように、表皮深さδ（上記（１）式参照）よりも充分に厚い厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。
【００４０】
＜定着ベルトの駆動機構の説明＞
次に、定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
図２に示すように、ホルダ６５（図３参照）の軸方向両端部には、定着ベルト６１の両端部の断面形状を円形に維持しながら定着ベルト６１を周方向に回転駆動するエンドキャップ部材６７が固定されている。そして、定着ベルト６１は、両端部からエンドキャップ部材６７を介した回転駆動力を直接的に受けて、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで図３の矢印Ｃ方向に回転移動する。
ここで図５は、（ａ）がエンドキャップ部材６７の側面図であり、（ｂ）がＺ方向から見たエンドキャップ部材６７の平面図である。図５に示したように、エンドキャップ部材６７は、定着ベルト６１の両端部内側に嵌合される固定部６７ａ、固定部６７ａより外径が大きく形成され、定着ベルト６１に装着された際に定着ベルト６１よりも半径方向に張り出すように形成されたフランジ部６７ｄ、回転駆動力が伝達されるギヤ部６７ｂ、ホルダ６５の両端部に形成された支持部６５ａと結合部材１６６を介して回転自在に結合されたベアリング軸受部６７ｃを備える。そして、上記図２に示したように、ホルダ６５の両端部の支持部６５ａが定着ユニット６０の筐体６９の両端部に固定されることで、エンドキャップ部材６７は、支持部６５ａに結合されたベアリング軸受部６７ｃを介して回転自在に支持される。
エンドキャップ部材６７を構成する材料としては、機械的強度や耐熱性の高い、所謂、エンジニアリングプラスチックスが用いられる。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等が適する。
【００４１】
そして、図２に示すように、定着ユニット６０では、駆動モータ９０からの回転駆動力が伝達ギヤ９１，９２を介してシャフト９３に伝達され、シャフト９３に結合された伝達ギヤ９４，９５から両エンドキャップ部材６７のギヤ部６７ｂ（図５参照）に伝達される。それによって、エンドキャップ部材６７から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材６７と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。
このように、定着ベルト６１が定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、定着ベルト６１は安定して回転する。
【００４２】
ここで、定着ベルト６１が両端部のエンドキャップ部材６７から駆動力を直接受けて回転する場合には、一般に、０．１Ｎ・ｍ〜０．５Ｎ・ｍ程度のトルクが作用する。
本実施の形態の定着ベルト６１では、基材層６１１を機械的強度の高い、例えば、非磁性ステンレススチール等で構成している。そのため、定着ベルト６１全体に０．１Ｎ・ｍ〜０．５Ｎ・ｍ程度のねじりトルクが作用した場合でも、定着ベルト６１には座屈等が生じ難い。
また、エンドキャップ部材６７のフランジ部６７ｄにより定着ベルト６１の片寄りを抑えている。その際の定着ベルト６１には、一般に、端部（フランジ部６７ｄ）側から軸方向に向けて１Ｎ〜５Ｎ程度の圧縮力が働く。本実施の形態では、定着ベルト６１がこのような圧縮力を受けた場合においても、定着ベルト６１の基材層６１１が非磁性ステンレススチール等で構成されていることから、座屈等の発生が抑制される。
上記のように、本実施の形態の定着ベルト６１においては、定着ベルト６１の両端部から駆動力を直接受けて回転するので、安定した回転が行われる。また、その際に、定着ベルト６１の基材層６１１を機械的強度の高い例えば非磁性ステンレススチール等で構成することで、ねじりトルクや圧縮力に対して座屈等が発生し難い構成を実現している。さらには、基材層６１１および導電発熱層６１２を薄層に形成して、定着ベルト６１全体としての柔軟性・フレキシブル性を確保しているので、ニップ部Ｎに倣った変形と形状復元とが行われる。
【００４３】
図３に戻り、加圧ロール６２は、定着ベルト６１に対向するように配置され、定着ベルト６１に従動して図３の矢印Ｄ方向に、例えば１４０ｍｍ／ｓのプロセススピードで回転する。そして、加圧ロール６２と押圧パッド６３とにより定着ベルト６１を挟持した状態でニップ部Ｎを形成し、このニップ部Ｎに未定着トナー像を保持した用紙Ｐを通過させることで、熱および圧力を加えて未定着トナー像を用紙Ｐに定着する。
加圧ロール６２は、例えば直径１８ｍｍの中実のアルミニウム製コア（円柱状芯金）６２１と、コア６２１の外周面に被覆された例えば厚さ５ｍｍのシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２と、さらに例えば厚さ５０μｍのカーボン配合のＰＦＡ等の耐熱性樹脂被覆または耐熱性ゴム被覆による離型層６２３とが積層されて構成される。そして、押圧バネ６８（図２参照）により例えば２５ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００４４】
＜ＩＨヒータの説明＞
続いて、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に交流磁界を作用させて電磁誘導加熱するＩＨヒータ８０について説明する。
図６は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０の構成を説明する断面図である。図６に示したように、ＩＨヒータ８０は、例えば、耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持部材としての支持体８１、交流磁界を生成する磁界発生部材としての励磁コイル８２を備えている。また、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性体で構成されたシート状弾性支持部材８３、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁路形成部材としての磁心８４を備えている。さらに、磁心８４を支持体８１側に加圧する押圧部材８６、磁心８４のカバー材としての磁心ホールド８７、支持体８１に取り付けることにより押圧部材８６を加圧しつつ磁界を遮蔽する遮蔽部材としてのシールド８５、励磁コイル８２に交流電流を供給する励磁回路８８を備えている。後述するように、シート状弾性支持部材８３は、励磁コイル８２と磁心８４との間に設けられ且つ複数の磁心８４に接触するように、定着ベルト６１の軸方向に連続したシート状に形成されて配置されている。
【００４５】
支持体８１は、断面が定着ベルト６１の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル８２を支持する上部面（支持面）８１ａが定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍ）を保つように形成されている。また、支持体８１を構成する材料としては、例えば、耐熱ガラス、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂、またはこれらにガラス繊維を混合した耐熱性樹脂等の耐熱性のある非磁性材料が用いられる。
励磁コイル８２は、相互に絶縁された、例えば、直径０．１７ｍｍの銅線材を、例えば、９０本束ねたリッツ線が、長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成される。そして、励磁コイル８２に励磁回路８８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル８２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路８８から励磁コイル８２に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚが用いられる。
【００４６】
磁心８４は、磁路形成手段として機能する。磁心８４の材料としては、例えば、ソフトフェライト、フェライト樹脂、非晶質合金（アモルファス合金）、パーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材料で構成される強磁性体が挙げられる。
磁心８４は、磁力線の通路（磁路）を形成する。この磁力線の通路（磁路）は、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線（磁束）を内部に誘導し、磁心８４から定着ベルト６１を横切って感温磁性部材６４方向に向かい、感温磁性部材６４の中を通過して磁心８４に戻る。
すなわち、励磁コイル８２にて生成された交流磁界が磁心８４の内部と感温磁性部材６４の内部とを通過するように構成し、磁力線が定着ベルト６１と励磁コイル８２とを内部に包み込むような閉磁路を形成する。それにより、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁力線が定着ベルト６１の磁心８４と対向する領域に集中される。
ここで、磁心８４は磁路形成による損失が小さい材料が望ましい。具体的には、磁心８４は渦電流損を小さくする形態（スリット等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等）での使用が望ましく、ヒステリシス損の小さい材料で形成されることが望ましい。
また、定着ベルト６１の回転方向に沿った磁心８４の長さは、感温磁性部材６４の定着ベルト６１の回転方向に沿った長さよりも小さく構成される。それにより、磁力線のＩＨヒータ８０周辺への漏洩が減り、力率が向上する。さらに、定着ユニットを構成する金属製部材への電磁誘導を抑え、定着ベルト６１（導電発熱層６１２）での発熱効率を高める。
【００４７】
＜定着ベルトが発熱する状態の説明＞
引き続いて、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界によって定着ベルト６１が発熱する状態を説明する。
まず、上記したように、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度は、各色トナー像を定着する定着設定温度以上であって定着ベルト６１の耐熱温度以下となる温度範囲内（例えば、１４０℃〜２４０℃）に設定されている。そして、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の状態にある場合には、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の温度も定着ベルト６１の温度に対応して、透磁率変化開始温度以下となる。そのため、感温磁性部材６４は強磁性を呈するので、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を透過した後、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過する磁路を形成する。ここでの「広がり方向」とは、感温磁性部材６４の厚さ方向と直交する方向を意味する。
【００４８】
図７は、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線（Ｈ）の状態を説明する図である。図７に示したように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を透過し、感温磁性部材６４の内部を広がり方向（厚さ方向と直交する方向）に沿って通過する磁路を形成する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域での単位面積あたりの磁力線Ｈの数（磁束密度）は多くなる。
【００４９】
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１，Ｒ２を通過した後、磁力線Ｈは強磁性体である感温磁性部材６４の内部に誘導される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に進入するように集中し、領域Ｒ１，Ｒ２での磁束密度は高くなる。また、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過した磁力線Ｈが再び磁心８４に戻るに際しても、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３では、感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心８４に向けて発生する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは、感温磁性部材６４から集中して磁心８４に向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も高くなる。
【００５０】
磁力線Ｈが厚さ方向に横切る定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、単位面積当たりの磁力線Ｈの数（磁束密度）の変化量に比例した渦電流Ｉが発生する。それにより、図８に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域Ｒ１，Ｒ２および領域Ｒ３では、大きな渦電流Ｉが発生する。導電発熱層６１２に生じた渦電流Ｉは、導電発熱層６１２の固有抵抗値Ｒと渦電流Ｉの二乗の積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を発生させる。それにより、大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２では、大きなジュール熱Ｗが発生する。
このように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、磁力線Ｈが導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１，Ｒ２や領域Ｒ３において大きな熱が発生する。それにより、定着ベルト６１は加熱される。
【００５１】
ところで、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周面側において定着ベルト６１に近接させて感温磁性部材６４を配置している。それにより、励磁コイル８２にて生成された磁力線Ｈを内部に誘導する磁心８４と、定着ベルト６１を厚さ方向に横切って透過した磁力線Ｈを内部に誘導する感温磁性部材６４とが近接した構成を実現している。そのため、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界は、磁路が短いループを形成するので、磁路内での磁束密度や磁気結合度は高まる。それにより、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合、定着ベルト６１にはさらに効率的に熱が発生する。
【００５２】
＜定着ベルトの非通紙部の昇温を抑制する機能の説明＞
次に、定着ベルト６１の非通紙部の昇温を抑制する機能について説明する。
ここでまず、定着ユニット６０に小サイズの用紙Ｐ（小サイズ紙Ｐ１）を連続して通紙した場合について述べる。図８は、小サイズ紙Ｐ１を連続して通紙した際の、定着ベルト６１の幅方向の温度分布の概略を示した図である。図８においては、画像形成装置１にて使用される用紙Ｐの最大サイズ幅（例えば、Ａ３横幅）である最大通紙領域をＦｆ、最大サイズ用紙Ｐよりも横幅の小さな小サイズ紙Ｐ１（例えば、Ａ４縦送り）が通過する領域（小サイズ紙通紙領域）をＦｓ、小サイズ紙Ｐ１が通過しない非通紙領域をＦｂとする。なお、画像形成装置１では中央位置基準で通紙が行われるものとする。
【００５３】
図８に示したように、小サイズ紙Ｐ１が連続して通紙された場合に、小サイズ紙Ｐ１が通過する小サイズ紙通紙領域Ｆｓでは定着のための熱が消費される。そのため、制御部３１（図１参照）による定着設定温度での温度調整制御が行われ、小サイズ紙通紙領域Ｆｓでの定着ベルト６１の温度は定着設定温度の近傍範囲内に維持される。その一方で、非通紙領域Ｆｂにおいても、小サイズ紙通紙領域Ｆｓと同様の温度調整制御が行われる。しかし、非通紙領域Ｆｂでは定着のための熱が消費されない。そのために、非通紙領域Ｆｂの温度は、定着設定温度よりも高い温度に上昇し易い。そして、その状態で小サイズ紙Ｐ１の連続通紙を続けると、非通紙領域Ｆｂの温度が例えば定着ベルト６１の弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度よりも上昇して、定着ベルト６１を損傷させる場合がある。
【００５４】
そこで、上記したように、本実施の形態の定着ユニット６０では、感温磁性部材６４は、定着設定温度以上であって、例えば定着ベルト６１の弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度以下の温度範囲内に透磁率変化開始温度が設定された例えばＦｅ−Ｎｉ合金等で構成されている。すなわち、図８に示したように、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度Ｔｃｕは、定着設定温度Ｔｆ以上であって、例えば弾性層６１３や表面離型層６１４の耐熱温度Ｔｌｉｍ以下の温度領域に設定されている。
【００５５】
それにより、小サイズ紙Ｐ１が連続通紙されると、定着ベルト６１の非通紙領域Ｆｂでの温度は、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度を超える。それによって、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の非通紙領域Ｆｂでの温度も定着ベルト６１の温度に対応して、定着ベルト６１と同様に透磁率変化開始温度を超える。そのため、非通紙領域Ｆｂでの感温磁性部材６４は比透磁率が１に近づき、強磁性体としての性質が消失する。感温磁性部材６４の比透磁率が低下して１に近づくことで、非通紙領域Ｆｂでの磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に誘導されず、感温磁性部材６４を透過するようになる。そのため、定着ベルト６１の非通紙領域Ｆｂでは、導電発熱層６１２を通過した後の磁力線Ｈは拡散し、導電発熱層６１２を横切る磁力線Ｈの磁束密度は低下する。それにより、導電発熱層６１２で発生する渦電流Ｉは減少して、定着ベルト６１での発熱量（ジュール熱Ｗ）は低減される。その結果、非通紙領域Ｆｂでの過剰な温度上昇は抑えられ、定着ベルト６１の損傷が抑制される。
このように、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１の温度を検知する検知部としての機能と、検知した定着ベルト６１の温度に応じて定着ベルト６１の過度の温度上昇を抑制する昇温抑制部としての機能とを併せ持っている。
【００５６】
感温磁性部材６４を通過した後の磁力線Ｈは、誘導部材６６（図３参照）に到達してこの内部に誘導される。磁束が誘導部材６６に到達してその内部に誘導されるようになると、導電発熱層６１２より渦電流Ｉの流れ易い誘導部材６６の方に多くの渦電流Ｉが流れる。そのため、導電発熱層６１２で流れる渦電流量はさらに抑制され、非通紙領域Ｆｂでの温度上昇は抑えられる。
【００５７】
その際に、誘導部材６６が励磁コイル８２からの磁力線Ｈの殆どを誘導して定着ユニット６０からの磁力線Ｈの漏洩を抑えるように、誘導部材６６の厚さ、材料、および形状が選定される。具体的には、誘導部材６６を表皮深さδが充分に厚い材料で構成すればよい。それにより、誘導部材６６に渦電流Ｉが流れても発熱量も極力小さくなる。本実施の形態では、誘導部材６６を感温磁性部材６４に沿う略円形形状の厚さ１ｍｍのＡｌ（アルミニウム）で構成し、感温磁性部材６４とは非接触（平均的な距離を例えば４ｍｍ）に配置している。その他の材料としては、ＡｇやＣｕが好適である。
【００５８】
ところで、その後、定着ベルト６１の非通紙領域Ｆｂでの温度が感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度よりも低くなると、感温磁性部材６４の非通紙領域Ｆｂでの温度も透磁率変化開始温度よりも低くなる。それにより、感温磁性部材６４は再び強磁性に変化して磁力線Ｈが感温磁性部材６４の内部に誘導されるので、導電発熱層６１２に渦電流Ｉが多く流れるようになる。そのため、定着ベルト６１が再び加熱されるようになる。
【００５９】
図９は、非通紙領域Ｆｂでの定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度を超えた温度範囲にある場合の磁力線Ｈの状態を説明する図である。図９に示したように、定着ベルト６１の温度が非通紙領域Ｆｂにて透磁率変化開始温度を超えた温度範囲にある場合には、非通紙領域Ｆｂの感温磁性部材６４は比透磁率が低下する。そのため、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは感温磁性部材６４を容易に透過するように変化する。それにより、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、磁心８４から定着ベルト６１側に向けて拡散するように放射され、誘導部材６６に到達するようになる。
【００６０】
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１，Ｒ２では、磁力線Ｈが感温磁性部材６４に誘導され難いため、放射状に拡散する。それにより、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度（単位面積当たりの磁力線Ｈの数）が減少する。また、磁力線Ｈが再び磁心８４に戻る際に導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３でも、拡散した広い領域から磁力線Ｈが磁心８４に戻ることとなるため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度が減少する。
そのため、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度を超える温度範囲にある場合には、領域Ｒ１，Ｒ２や領域Ｒ３において導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈの磁束密度が減少することとなる。それにより、磁力線Ｈが厚さ方向に横切る導電発熱層６１２に発生する渦電流Ｉは減り、定着ベルト６１に発生するジュール熱Ｗは減少する。それにより、定着ベルト６１の温度は低下する。
【００６１】
このように、非通紙領域Ｆｂでの定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以上の温度範囲にある場合において、非通紙領域Ｆｂでの感温磁性部材６４の内部に磁力線Ｈが誘導され難くなり、励磁コイル８２により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向を拡散しながら横切る。そのため、励磁コイル８２により生成された交流磁界の磁路は長いループを形成することとなり、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を通過する磁路での磁束密度は減少する。
それにより、例えば小サイズ紙Ｐ１が連続通紙されて、温度が上昇した非通紙領域Ｆｂでは、定着ベルト６１の導電発熱層６１２に発生する渦電流Ｉが減って、定着ベルト６１の非通紙領域Ｆｂでの発熱量（ジュール熱Ｗ）は低減する。その結果、非通紙領域Ｆｂでの過剰な温度上昇は抑えられる。
【００６２】
＜感温磁性部材の昇温を抑制する構成の説明＞
感温磁性部材６４が上記した非通紙領域Ｆｂでの過剰な温度上昇を抑える機能を果たすには、感温磁性部材６４の長手方向の領域毎の温度がそれに対向する定着ベルト６１の長手方向の領域毎の温度に対応して変化し、上記した定着ベルト６１の温度を検知する検出部としての機能を果たす必要がある。
そのために、感温磁性部材６４自身に関しては、磁力線Ｈによって誘導加熱され難い構成が採用される。すなわち、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下であり、感温磁性部材６４が強磁性を呈する状態であっても、ＩＨヒータ８０からの磁力線Ｈの中には、感温磁性部材６４を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは存在する。それにより、感温磁性部材６４内部には弱い渦電流Ｉが発生しており、感温磁性部材６４自身においても若干の発熱が生じる。そのため、例えば、大量の画像形成が連続して行われた場合等には、感温磁性部材６４に自己発熱した熱が蓄積され、通紙領域（図８参照）でも感温磁性部材の温度が上昇傾向を呈する。このように渦電流損による自己発熱が大きいと温度が上昇して、意図せず透磁率変化開始温度まで到達してしまい、通紙領域と非通紙領域の磁気特性に差がなくなって昇温抑制効果が効かなくなってしてしまうことがある。そこで、感温磁性部材６４の温度と定着ベルト６１の温度との対応関係が維持され、感温磁性部材６４が定着ベルト６１の温度を検知する検知部として精度良く機能するために、感温磁性部材６４自身に発生するジュール熱Ｗを抑える必要がある。
【００６３】
そこで、まず第１として、感温磁性部材６４は、磁力線Ｈによって誘導加熱され難い物性（固有抵抗値および透磁率）を持った材料が選定される。
また、第２として、感温磁性部材６４の厚さは、少なくとも透磁率変化開始温度以下の温度範囲にて磁力線Ｈが感温磁性部材６４の厚さ方向に横切り難いように、強磁性を呈する状態での表皮深さδよりも厚く形成される。
【００６４】
さらに、第３として、感温磁性部材６４には、磁力線Ｈによって発生する渦電流Ｉの流れを分断する複数のスリット６４ｓが形成される。誘導加熱され難いように感温磁性部材６４の材料や厚さを選定しても、感温磁性部材６４内部に発生する渦電流Ｉを０とすることは困難である。そこで、感温磁性部材６４に発生した渦電流Ｉの流れを複数のスリット６４ｓにより分断することで、渦電流Ｉを減少させて、感温磁性部材６４に発生するもジュール熱Ｗを低く抑えている。
【００６５】
図１０は、感温磁性部材６４に形成されるスリットを示した図である。図１０（ａ）は、感温磁性部材６４がホルダ６５に設置された状態の側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の上方（ｚ方向）から見た平面図である。図１０に示したように、感温磁性部材６４では、磁力線Ｈによって発生する渦電流Ｉの流れる方向に直交して複数のスリット６４ｓが形成される。そのため、スリット６４ｓが無い場合には感温磁性部材６４の長手方向の全体に亘って大きな渦となって流れる渦電流Ｉ（図１０（ｂ）破線）が、スリット６４ｓにより分断される。それにより、スリット６４ｓを形成した場合には、感温磁性部材６４内を流れる渦電流Ｉ（図１０（ａ）実線）は、スリット６４ｓとスリット６４ｓとの間の領域内での小さな渦となり、全体としての渦電流Ｉの電流量は低減される。その結果、感温磁性部材６４での発熱量（ジュール熱Ｗ）は減少し、発熱し難い構成が実現する。したがって、複数のスリット６４ｓは、渦電流Ｉを分断する渦電流分断部として機能する。
【００６６】
なお、図１０に例示した感温磁性部材６４では、スリット６４ｓを渦電流Ｉの流れる方向に直交して形成したが、渦電流Ｉの流れを分断する構成であれば、例えば渦電流Ｉの流れる方向に対して傾斜したスリットを形成してもよい。また、図１０に示したようなスリット６４ｓを感温磁性部材６４の幅方向の全域に亘って形成する構成の他に、感温磁性部材６４の幅方向の一部に形成してもよい。また、感温磁性部材６４に発生する熱量に応じて、スリットの数、位置、傾斜角等を設定してもよい。
また、スリットの傾斜角が最大となった状態として、感温磁性部材６４がスリット部で小片に分割された状態となる小片分割群となってもよく、このような形態であっても本発明の効果は同様に得られる。
【００６７】
さらに、第４として、感温磁性部材６４には、感温磁性部材６４にて発生した熱を感温磁性部材６４の内側方向（誘導部材６６方向）に向けて放熱（伝熱）させる伝熱手段の一例としての放熱経路が形成されている。この場合に、上記した感温磁性部材６４の機能から、感温磁性部材６４の温度は定着ベルト６１の温度と略同じ温度で維持されることが望ましい。そのことから、放熱経路としては、感温磁性部材６４と感温磁性部材６４の内部に配置された他の部材（例えば誘導部材６６）とが非接触状態が維持されるように構成される。すなわち、放熱経路の一部に空気層を介在させることで、放熱経路を介した感温磁性部材６４からの熱の流出が過度になることを抑えている。それにより、例えば大量の画像形成が連続して行われた場合等のような感温磁性部材６４にて発生した熱が蓄積される状況が生じた場合において、定着ベルト６１の温度を超える発熱分の熱量を感温磁性部材６４から放熱しやすくするように放熱経路を機能させる。
【００６８】
＜ＩＨヒータでの励磁コイル及び磁心の固定方法の説明＞
次に、図６に戻り、本実施の形態のＩＨヒータ８０における励磁コイル８２および磁心８４の支持体８１への固定方法について述べる。
図６に示すように、本実施の形態のＩＨヒータ８０では、励磁コイル８２は、磁心８４と励磁コイル８２との間に設けられ、シート状弾性支持部材８３により支持体８１の支持面８１ａに向けて押圧されることで、支持面８１ａに密着するように固定される。ここで、シート状弾性支持部材８３は、後述するように、定着ベルト６１の軸方向に連続的に形成されたシート形状を有し、複数の磁心８４に接触するように配置されている。すなわち、シート状弾性支持部材８３は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のヤング率が低いシート状弾性体で構成されている。そして、シート状弾性支持部材８３は、励磁コイル８２を支持体８１の支持面８１ａに向けて押圧するように配置される。それにより、シート状弾性支持部材８３は、支持面８１ａに向けて励磁コイル８２を密着させ固定する。この場合に、支持面８１ａは定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（設計値）を保つように形成／設定されている。そのため、励磁コイル８２は、励磁コイル８２全体が定着ベルト６１表面と予め定めた間隙を保つように設定される。
【００６９】
また、定着ベルト６１の幅方向に沿って複数配置された磁心８４の各々は、励磁コイル８２側の内周面が定着ベルト６１の移動方向に向けて円弧形状（内周側円弧面）に形成されている。また、磁心８４の内周側円弧面（後段、図１１の８４ｂ）は、定着ベルト６１の移動方向に関して励磁コイル８２が配置される領域全体を覆う（ラップする）ように形成されている。そして、磁心８４の各々は、支持面８１ａ上に長手方向中心軸に沿って平行に配置された一対の磁心支持部８１ｂ１，８１ｂ２（後段、図１１参照）に磁心８４の内周側円弧面が支持されることで、磁心８４と支持面８１ａとの間隙が一定に保たれるように設定される。さらに、その際に、磁心８４は、支持面８１ａの定着ベルト６１移動方向両側部に配置された磁心規制部８１ｃの間で、定着ベルト６１移動方向に沿って移動自在に支持される。
そして、磁心８４の各々は、内周側円弧面が一対の磁心支持部８１ｂ１，８１ｂ２に支持された後、シールド８５の下部面に設けられたスポンジ状の押圧部材８６により、磁心ホールド８７を介し上部側から支持体８１側に向けて加圧される。それにより、各磁心８４は、上部面の押圧部材８６と下部面のシート状弾性支持部材８３とにより挟まれるように押圧されることで、ＩＨヒータ８０内部で固定される。
【００７０】
図１１は、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０の積層構造を説明する図である。図１１に示したように、励磁コイル８２は、位置設定部材の一例としての支持体８１の支持面８１ａ上にて、励磁コイル８２の閉ループ中空部８２ａが支持面８１ａの長手方向中心軸（ａｘｉｓ）に沿って平行に配置された位置設定部の一例としての一対の磁心支持部（凸状部）８１ｂ１，８１ｂ２を囲むように設置される。支持面８１ａは、略円形状の軌道を描きながら回転移動する定着ベルト６１との間隙が規定値（設計値）に設定された位置設定面として形成されている。それにより、励磁コイル８２が支持面８１ａ上に密着して配置されることで、励磁コイル８２と定着ベルト６１との間隙が設計値に設定されることとなる。
【００７１】
そのために、本実施の形態のＩＨヒータ８０では、支持体８１の支持面８１ａ上に配置される励磁コイル８２が、支持体８１の長手方向に形成されたシート状弾性支持部材８３により支持面８１ａ側に向けて押圧されるように構成される。
具体的には、磁心８４は、励磁コイル８２の上部に配置される際に、磁心８４の内周側円弧面８４ｂが支持面８１ａ上に設けられた一対の磁心支持部８１ｂ１，８１ｂ２によって支持される。それにより、磁心８４と支持面８１ａとの間隙が予め定めた間隙に設定される。そしてこの場合に、磁心８４と励磁コイル８２との間に配置されるシート状弾性支持部材８３の厚さは、磁心支持部８１ｂ１，８１ｂ２に内周側円弧面８４ｂが支持された際の磁心８４と支持面８１ａとの間隙よりも厚く形成されている。
また、磁心８４は、シールド８５が支持体８１に取り付けられることで、シールド８５の下部面に設けられた押圧部材８６により支持体８１側に加圧される。それにより、シート状弾性支持部材８３は磁心ホールド８７及び磁心８４を介して押圧部材８６から支持体８１側に加圧力を受けて弾性変形（圧縮）され、それにより生じる弾性力により励磁コイル８２を支持面８１ａに向けて押圧する。それによって、励磁コイル８２は支持面８１ａに密着され固定される。そして、支持面８１ａは定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（設計値）を保つように形成／設定されているため、励磁コイル８２と定着ベルト６１との距離が設計値に設定される。
ここで、本実施の形態では、押圧部材８６の加圧力をシート状弾性支持部材８３による弾性力より大きくすることが好ましい。これにより、磁心８４と励磁コイル８２の固定による位置決めを確実に行うことができる。なお、押圧部材８６としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の弾性体の他に、バネ等の弾性部材を用いてもよい。
【００７２】
一般に、励磁コイル８２にて交流磁界が生成されると、励磁コイル８２近傍に配置された磁心８４や定着ベルト６１の内周面側に配置された感温磁性部材６４等との間で相互に磁力が作用することにより、励磁コイル８２自身に振動（磁歪）が発生する。そのため、支持体８１に対し、例えば、接着剤等の所謂剛性体（ヤング率が高い材質）を用いて励磁コイル８２を固定すると、長期に亘る累積使用による励磁コイル８２の振動が要因となって、励磁コイル８２を固定する接着剤等の剛性体と励磁コイル８２との間に剥離が生じ易くなる。励磁コイル８２が接着剤等から剥離すると、励磁コイル８２の支持面８１ａ上での位置がずれたり、或いは、励磁コイル８２に変形が生じたりする。そうなると、励磁コイル８２の定着ベルト６１との距離が当初の設計値から外れ、磁心８４を経て定着ベルト６１を通過する磁力線の密度（磁束密度）に、定着ベルト６１表面での部分的なばらつきが生じる。その結果、定着ベルト６１で発生する渦電流Ｉの大きさに不均一が生じ、定着ベルト６１表面での発熱量が長手方向にばらついて、定着ムラが生じる場合がある。
【００７３】
また、接着剤等の剛性体を用いて励磁コイル８２を支持体８１に固定する場合には、接着剤等が固化するまでの間、励磁コイル８２の全面を支持体８１との位置ずれが生じないように固定しておく必要がある。ところが、励磁コイル８２は、例えば、リッツ線を閉ループ状に束ねて接着されたものであるため、変形が生じ易い。そのため、接着剤等が固化するまでの間に励磁コイル８２が変形や位置ずれを起こし、励磁コイル８２の支持体８１に対する位置精度が低下する場合がある。励磁コイル８２の支持体８１に対する位置精度が低下すると、上記と同様に、定着ベルト６１表面での発熱量に部分的なばらつきが生じる。
【００７４】
そこで、本実施の形態のＩＨヒータ８０では、シールド８５の下部面に押圧部材８６を設け、磁心８４と励磁コイル８２の間に、支持体８１の長手方向にシート状に形成されたシート状弾性支持部材８３を配置し、シールド８５を支持体８１に取り付けている。これにより、押圧部材８６とシート状弾性支持部材８３が支持体８１側に加圧される。それにより、押圧部材８６支持体８１側に加圧力を受けて弾性変形（圧縮）され、さらに、シート状弾性支持部材８３は磁心ホールド８７及び磁心８４を介して押圧部材８６から支持体８１側に加圧力を受けて弾性変形（圧縮）される。そして、それにより生じる弾性力により、シート状弾性支持部材８３が、励磁コイル８２を支持体８１に対して押圧することで支持面８１ａに密着するように支持する構成を採用している。ゴム状弾性体で構成されたシート状弾性支持部材８３は、励磁コイル８２の振動を吸収しながら、励磁コイル８２の振動に合わせてシート状弾性支持部材８３自身が弾性変形する。それにより、定着ユニット６０の長期に亘る累積使用によって励磁コイル８２の振動の累積数が多大となっても、シート状弾性支持部材８３と励磁コイル８２との間は剥離せず、支持体８１と励磁コイル８２との間を初期に設定された両者の位置関係に維持する。
また、押圧部材８６及びシート状弾性支持部材８３は、製造時に厚さ（設定値）が予め定めた寸法精度に収まるように管理できる。それにより、磁心８４と励磁コイル８２を支持面８１ａ上に支持する押圧力が長手方向に亘って略均等となるように設定することは容易である。さらに、本実施の形態におけるＩＨヒータ８０では、励磁コイル８２の長手方向に沿って分割して設けられた複数の磁心８４が、シート状弾性支持部材８３を長手方向に亘って均一に押圧する。それにより、励磁コイル８２と支持面８１ａとの密着性が長手方向に亘って高められる。
以上に加えて、ＩＨヒータ８０の製造時には、接着剤等が固化するまでの時間を要さず、短時間で励磁コイル８２が取り付けられる。
【００７５】
一般に、磁心８４を構成するフェライトは、成型後の熱処理によって形状にばらつきが生じ易く、寸法精度を高めることが難しい材質である。そのため、成型および熱処理された磁心８４の形状に基づいて磁心８４と励磁コイル８２との位置を設定しようとすると、両者間の位置精度は低下する。そして、磁心８４と励磁コイル８２との位置関係にばらつきが生じることにより、ＩＨヒータ８０から出力される交流磁界は大きな影響を受ける。実験によれば、例えば、磁心８４と励磁コイル８２との間隙が０．５ｍｍ変動すると、励磁コイル８２と励磁回路８８とで構成される電気回路の抵抗やインダクタンスは１０％程度変化する。そのため、磁心８４と励磁コイル８２との位置精度が低下すると、例えば、長手方向中心軸ａｘｉｓを中心とする上流側領域と下流側領域とにおいて磁心８４内部を通る磁力線の分布が変動し、定着ベルト６１表面での発熱量に部分的なばらつきが生じる。
その場合に、特に、磁心８４の内周側円弧面８４ｂの曲率にばらつきが生じ易い。そこで、本実施の形態では、磁心８４の内周側円弧面８４ｂの曲率にばらつきが生じた場合であっても、一対の磁心支持部８１ｂ１，８１ｂ２と内周側円弧面８４ｂとを用いた上記の支持構成により、磁心８４の内周側円弧面８４ｂと励磁コイル８２を支持する支持面８１ａとの間隙が、長手方向中心軸ａｘｉｓを中心とした上流側領域と下流側領域とにおいて略対称となるように構成している。
【００７６】
以上説明したように、本実施の形態の画像形成装置１に備えられる定着ユニット６０では、励磁コイル８２と磁心８４とを、押圧部材８６と支持体８１の長手方向にシート状に形成されたシート状弾性支持部材８３とで固定している。そして、押圧部材８６の圧力により支持部材８１に対して位置決めを行っている。また、押圧部材８６の圧力をシート状弾性支持部材８３による反力より大きくすることにより、固定による位置決めを確実にしている。
これにより、従来、接着剤等を用いて励磁コイル８２と磁心８４とを固定した場合に比べ、接着剤の剥がれ等に起因する磁心８４の割れ、剥がれ等の問題が解消され、長期間の使用による励磁コイル８２と磁心８４の位置ずれが防止される。また、接着設備が不要となり製造コストが低減する。
【００７７】
なお、本実施の形態では、感温磁性部材６４を定着ベルト６１とは非接触で配置し、感温磁性部材６４自体は発熱し難い構成とした定着ユニット６０について説明したが、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、感温磁性部材６４を定着ベルト６１と接触させて配置し、感温磁性部材６４自体も発熱する構成の定着ユニット６０についても適用できる。
【符号の説明】
【００７８】
１…画像形成装置、６０…定着装置（定着ユニット）、６１…定着ベルト、６２…加圧ロール、６４…感温磁性部材、６６…誘導部材、８０…ＩＨヒータ、８１…支持体、８２…励磁コイル、８３…シート状弾性支持部材、８４…磁心、８６…押圧部材、６１１…基材層、６１２…導電発熱層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010230777.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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