(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電層が形成され、当該導電層が電磁誘導加熱されて発熱することで記録材にトナーを定着する回転可能な定着部材と、
交流電流が供給されることで、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生成部材と、
前記磁界生成部材に対峙して設けられ、当該磁界生成部材に向かって突出する突出部を有し、当該突出部によって当該磁界生成部材を支持する第１支持部材と、
前記磁界生成部材を挟んで前記第１支持部材と対向して設けられ、当該磁界生成部材を当該第１支持部材に向けて押し付けて支持する第２支持部材と
を備え、
前記第１支持部材の前記突出部は、前記定着部材の長手方向に沿って形成され、
前記磁界生成部材と前記第１支持部材との間には、前記長手方向に延び且つ前記突出部に対して前記定着部材の回転方向に隣接する間隙が形成されていることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記磁界生成部材にて生成された交流磁界を前記定着部材に導く磁路を形成する磁心部材をさらに備え、
前記第１支持部材は、前記定着部材と前記磁界生成部材との間に設けられ、
前記第２支持部材は、前記磁界生成部材と前記磁心部材との間に設けられるとともに、当該磁界生成部材と当該磁心部材とが接触しないように、当該磁界生成部材および当該磁心部材を支持することを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記第２支持部材は、前記磁界生成部材に向かって突出する突出部を有し、
前記第１支持部材の前記突出部と前記第２支持部材の前記突出部とが前記磁界生成部材に接することで、当該磁界生成部材を支持することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置。
【請求項４】
前記第１支持部材または前記第２支持部材と前記磁界生成部材との間に形成される間隙に、空気流を送り込む送風部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置。
【請求項５】
トナー像を形成するトナー像形成手段と、
前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、
記録材に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを有し、
前記定着手段は、
導電層が形成され、当該導電層が電磁誘導加熱されて発熱することで記録材にトナーを定着する回転可能な定着部材と、
交流電流が供給されることで、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生成部材と、
前記定着部材と前記磁界生成部材との間に設けられる第１支持部材と、
前記磁界生成部材を挟んで前記第１支持部材と対向するように設けられる第２支持部材と、
前記第１支持部材または前記第２支持部材の少なくとも一方に設けられ、当該第１支持部材または当該第２支持部材と前記磁界生成部材との間に間隙が形成されるように、当該磁界生成部材を支持する突起と
を備え、
前記突起は、前記定着部材の長手方向に沿って形成され、
前記間隙は、前記長手方向に延び且つ前記突起に対して前記定着部材の回転方向に隣接することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記定着手段にまたは当該定着手段とは別に設けられ、前記第１支持部材または前記第２支持部材と前記磁界生成部材との間に形成される前記間隙に空気流を送り込む送風手段をさらに有することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着手段は、前記第２支持部材を挟んで前記磁界生成部材と対向するとともに、当該磁界生成部材と非接触に配置され、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を前記定着部材に導く磁路を形成する磁心部材をさらに備えることを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記突起は、前記第１支持部材および前記第２支持部材の双方に設けられることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定着装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公報記載の従来技術として、例えば互いに接触しながら回転する定着ローラおよび加圧ローラを備え、記録材に転写されたトナー等を定着させる定着装置において、励磁コイルをコイルガイドで支持して定着ローラの外周面に対向するように配置し、励磁コイルに交流電流を流すことにより、定着ローラを誘導加熱するものが存在する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０１４８９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、誘導加熱方式の定着装置において、交流磁界を生成する磁界生成部材の過剰な温度上昇を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明は、導電層が形成され、当該導電層が電磁誘導加熱されて発熱することで記録材にトナーを定着する回転可能な定着部材と、交流電流が供給されることで、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生成部材と、前記磁界生成部材に対峙して設けられ、当該磁界生成部材に向かって突出する突出部を有し、当該突出部によって当該磁界生成部材を支持する第１支持部材と、前記磁界生成部材を挟んで前記第１支持部材と対向して設けられ、当該磁界生成部材を当該第１支持部材に向けて押し付けて支持する第２支持部材とを備え、前記第１支持部材の前記突出部は、前記定着部材の長手方向に沿って形成され、前記磁界生成部材と前記第１支持部材との間には、前記長手方向に延び且つ前記突出部に対して前記定着部材の回転方向に隣接する間隙が形成されていることを特徴とする定着装置である。
【０００６】
請求項２記載の発明は、前記磁界生成部材にて生成された交流磁界を前記定着部材に導く磁路を形成する磁心部材をさらに備え、前記第１支持部材は、前記定着部材と前記磁界生成部材との間に設けられ、前記第２支持部材は、前記磁界生成部材と前記磁心部材との間に設けられるとともに、当該磁界生成部材と当該磁心部材とが接触しないように、当該磁界生成部材および当該磁心部材を支持することを特徴とする請求項１記載の定着装置である。
請求項３記載の発明は、前記第２支持部材は、前記磁界生成部材に向かって突出する突出部を有し、前記第１支持部材の前記突出部と前記第２支持部材の前記突出部とが前記磁界生成部材に接することで、当該磁界生成部材を支持することを特徴とする請求項１または２記載の定着装置である。
請求項４記載の発明は、前記第１支持部材または前記第２支持部材と前記磁界生成部材との間に形成される間隙に、空気流を送り込む送風部材をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の定着装置である。
【０００７】
請求項５記載の発明は、トナー像を形成するトナー像形成手段と、前記トナー像形成手段によって形成されたトナー像を記録材に転写する転写手段と、記録材に転写されたトナー像を記録材に定着する定着手段とを有し、前記定着手段は、導電層が形成され、当該導電層が電磁誘導加熱されて発熱することで記録材にトナーを定着する回転可能な定着部材と、交流電流が供給されることで、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生成部材と、前記定着部材と前記磁界生成部材との間に設けられる第１支持部材と、前記磁界生成部材を挟んで前記第１支持部材と対向するように設けられる第２支持部材と、前記第１支持部材または前記第２支持部材の少なくとも一方に設けられ、当該第１支持部材または当該第２支持部材と前記磁界生成部材との間に間隙が形成されるように、当該磁界生成部材を支持する突起とを備え、前記突起は、前記定着部材の長手方向に沿って形成され、前記間隙は、前記長手方向に延び且つ前記突起に対して前記定着部材の回転方向に隣接することを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項６記載の発明は、前記定着手段にまたは当該定着手段とは別に設けられ、前記第１支持部材または前記第２支持部材と前記磁界生成部材との間に形成される前記間隙に空気流を送り込む送風手段をさらに有することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置である。
請求項７記載の発明は、前記定着手段は、前記第２支持部材を挟んで前記磁界生成部材と対向するとともに、当該磁界生成部材と非接触に配置され、当該磁界生成部材にて生成された交流磁界を前記定着部材に導く磁路を形成する磁心部材をさらに備えることを特徴とする請求項５または６記載の画像形成装置である。
請求項８記載の発明は、前記突起は、前記第１支持部材および前記第２支持部材の双方に設けられることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、誘導加熱方式の定着装置において、本構成を有していない場合に比べて、交流磁界を生成する磁界生成部材の過剰な温度上昇を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、磁界生成部材と磁心部材とを異なる部材で支持する場合に比べて、装置を小型化することができる。
請求項３記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、磁界生成部材と第１支持部材または第２支持部材との間において、磁界生成部材をより多く露出させることができる。
請求項４記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、第１支持部材または第２支持部材と磁界生成部材との間に、単位時間当たりに流れる空気の量を多くすることができる。
請求項５記載の発明によれば、誘導加熱方式の定着装置を搭載した画像形成装置において、本構成を有していない場合に比べて、交流磁界を生成する磁界生成部材の過剰な温度上昇を抑制することができる。
請求項６記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、間隙において単位時間当たりに流れる空気の量を多くすることができる。
請求項７記載の発明によれば、磁界生成部材と磁心部材とを絶縁するための部材を第２支持部材とは別に設ける場合に比べて、装置を小型化することができる。
請求項８記載の発明によれば、本構成を有していない場合に比べて、間隙において磁界生成部材をより多く露出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１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２】実施の形態１の定着ユニットの構成を示す正面図である。
【図３】実施の形態１の定着ユニットの構成を示す断面図である。
【図４】定着ベルトの層構成を説明する図である。
【図５】（ａ）がエンドキャップ部材の側面図であり、（ｂ）が（ａ）をＶｂ方向から見たエンドキャップ部材の平面図である。
【図６】実施の形態１のＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【図７】実施の形態１のＩＨヒータの積層構造を説明する斜視図である。
【図８】実施の形態２のＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【図９】実施の形態３のＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
［実施の形態１］
＜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１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。さらには、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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での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。
【００１７】
＜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は本実施の形態の定着ユニット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ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
まず、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。
さらに、正面図である図２に示すように、定着ユニット６０は、ＩＨヒータ８０に対して冷却風を送風する送風手段（送風部材）としての送風ユニット３００を備えている。
【００１８】
＜定着ベルトの説明＞
図４は、定着ベルト６１の層構成を説明する図である。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に示すように、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。
【００１９】
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）を持った材質、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３０〜２００μｍ（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６０〜２００μｍの樹脂材料等が用いられる。
【００２０】
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８８（後述する図６参照）の電源としては、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２０ｋ〜１００ｋＨｚとなる。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
【００２１】
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２０ｋ〜１００ｋＨｚの交流磁界が導電発熱層６１２に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。
【００２２】
【数１】
0005845651.tif 000002
【００２３】
具体的には、導電発熱層６１２として、厚さ２〜２０μｍ、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。
【００２４】
次に、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１００〜６００μｍ、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、離型性の高い材質が使用される。例えば、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重合体)、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)、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の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の面で充分でなく、定着ベルト６１の寿命を短くする。その一方で、厚すぎると、定着ベルト６１の熱容量が大きくなりすぎ、ウォームアップタイムが長くなる。そこで、表面離型層６１４の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮し、１〜５０μｍが好適である。
【００２５】
＜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や、ＬＣＰ、ＰＰＳ等の耐熱性樹脂で構成され、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（図３参照）。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。
【００２６】
なお、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により支持することで、用紙Ｐが定着ベルト６１方向に向かうことを抑制する。
【００２７】
＜感温磁性部材の説明＞
次に、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、定着ベルト６１の内周面とは予め定めた間隙（例えば、０．５〜１．５ｍｍ）を有するように近接させるが、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のは、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、すなわち、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ように構成するためである。また、感温磁性部材６４を定着ベルト６１と非接触で配置するのは、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に、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て、ウォームアップタイムの短縮を図るためである。
【００２８】
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）が、各色トナー像が溶融する定着設定温度以上であって、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た材質で構成される。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」）を有する材質で構成される。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（後述する図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は、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。
なお、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、物質が磁性を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。
【００２９】
感温磁性部材６４に用いる材質としては、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）等の二元系整磁鋼やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の整磁鋼等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系整磁鋼においては約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整磁鋼等の金属合金等は、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。その他の材質としては、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）よりも薄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５０〜３００μｍ程度に設定される。
【００３０】
＜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等の常磁性金属材料等が用いられる。
【００３１】
＜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、１．０〜５．０ｍｍ）を有する非接触に配置される。また、誘導部材６６は、例えばＡｇ,Ｃｕ,Ａｌといった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）を誘導して、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）よりも充分に厚く（例えば、１．０ｍｍ）形成される。
【００３２】
＜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。
正面図である図２に示したように、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。なお、本実施の形態においては、定着ベルト６１の回転方向と直交する方向（定着ベルト６１の幅方向）を、定着ベルト６１の長手方向と呼ぶ。
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）が図５（ａ）をＶｂ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を構成する材質としては、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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、０．１〜０．５Ｎ・ｍ程度のトルクが作用する。ところが、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０．１〜０．５Ｎ・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が、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１〜５Ｎ程度の圧縮力が働く。しかし、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。
【００３５】
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。
【００３６】
＜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、本実施の形態のＩＨヒータ８０の構成を説明する断面図である。また、図７は、本実施の形態のＩＨヒータ８０の積層構造を説明する斜視図である。図６に示したように、ＩＨヒータ８０は、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としての励磁コイル８２、例えば耐熱性樹脂などの非磁性体から構成され、励磁コイル８２を支持する内側支持体８１および外側支持体８３を備えている。また、ＩＨヒータ８０は、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心部材の一例としての磁心８４を備えている。さらに、ＩＨヒータ８０は、磁界を遮蔽するシールド８５、磁心を外側支持体８３側に加圧する加圧部材８６、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。
【００３７】
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、中空部８２ａを形成するように、長円形状や楕円形状、長方形状等の中空き閉ループ状に巻かれて構成される。また、励磁コイル８２は、励磁コイル８２の長手方向が定着ベルト６１の長手方向に沿うように配置されている。なお、本実施の形態では、中空き閉ループ状に巻かれたリッツ線がばらけないように、リッツ線の束は、結束テープ８２ｂにより複数個所で結束されている。
そして、励磁コイル８２に励磁回路８８からあらかじめ定められ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２０ｋ〜１００ｋＨｚが用いられる。
【００３８】
本実施の形態の内側支持体８１は、第１支持部材の一例であって、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る基部８１ａと、基部８１ａから励磁コイル８２へ向かって突出する複数の突出部８１ｂとから構成される。図７に示すように、複数の突出部８１ｂは、突起の一例であって、それぞれ、内側支持体８１における定着ベルト６１の回転方向と直交するとともに、内側支持体８１の一端から他端に向かう方向（定着ベルト６１の長手方向）に沿って設けられる。さらに、複数の突出部８１ｂは、それぞれ隣接する突出部８１ｂとの間に間隔をとって設けられる。したがって、隣接する突出部８１ｂ同士の間には、内側支持体８１における基部８１ａの表面が露出している。
また、内側支持体８１を構成する材質としては、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。
【００３９】
本実施の形態の外側支持体８３は、第２支持部材の一例であって、断面が励磁コイル８２の表面形状に沿って湾曲した形状で形成される。
また、外側支持体８３を構成する材質としては、内側支持体８１と同様に、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。ただし、外側支持体８３を構成する材質としては、必ずしも内側支持体８１と同様の材料を用いる必要はなく、例えば、シリコーンゴムなどの絶縁性および耐熱性を有する弾性体を用いてもよい。
【００４０】
磁心８４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、整磁鋼等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体が用いられる。磁心８４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に戻るといった磁力線の通路（磁路）を形成する。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て、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。さらには、定着ユニット６０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。
【００４１】
＜ＩＨヒータ８０の積層構造の説明＞
続いて、本実施の形態のＩＨヒータ８０の積層構造について説明する。
図７に示すように、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、定着ベルト６１に近い側から順に、内側支持体８１、励磁コイル８２、外側支持体８３、磁心８４およびシールド８５が順に積層された構造を備えている。
本実施の形態では、内側支持体８１の突出部８１ｂと外側支持体８３の下側面（内側支持体８１側の面）とで励磁コイル８２を挟むことで、励磁コイル８２を固定している。
本実施の形態の内側支持体８１は、突出部８１ｂの上面が、上記したエンドキャップ部材６７に支持されて略円形状の軌跡を描きながら回転移動する定着ベルト６１との距離が規定値（設計値）に設定されている。それにより、励磁コイル８２が突出部８１ｂの上面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との距離が設計値に設定されることになる。
【００４２】
ここで、本実施の形態では、上述したように、内側支持体８１の複数の突出部８１ｂは、それぞれ隣接する突出部８１ｂとの間に間隔を有するように、内側支持体８１の長手方向に沿って形成されている。したがって、励磁コイル８２と内側支持体８１の基部８１ａとの間には、複数の突出部８１ｂに沿って、内側支持体８１の長手方向に向かう複数の間隙が形成される。また、複数の間隙の両端部（内側支持体８１の一端側および他端側）は、それぞれ外部に露出しており、後述するように、送風ユニット３００によりそれぞれの間隙に対して冷却風を流すことが可能になっている。
さらに、本実施の形態では、外側支持体８３は、定着ベルト６１の回転方向両端部が、内側支持体８１における定着ベルト６１の回転方向両端部に取り付けられる。それにより、外側支持体８３は、外側支持体８３の下側面が励磁コイル８２に密着するように位置決めされる。
以上より、励磁コイル８２は、内側支持体８１における複数の突出部８１ｂの上面と外側支持体８３の下側面との間に密着して挟まれ、固定されることになる。
【００４３】
また、本実施の形態の磁心８４は、磁心８４の両端部が内側支持体８１における定着ベルト６１の回転方向両側部に取り付けられる（図７参照）。それにより、磁心８４の下側面（内側支持体８１側の面）は、外側支持体８３の上側面と接触して設置される。また、磁心８４は、シールド８５が内側支持体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加圧部材８６により内側支持体８１側に加圧される。
ここで、本実施の形態では、励磁コイル８２と磁心８４とが、外側支持体８３を隔てて互いに接触しないように配置され、絶縁されている。したがって、励磁コイル８２と磁心８４とを絶縁するために励磁コイル８２と磁心８４との間にさらに空間を設ける必要がなく、本実施の形態の構成を有さない場合と比較して、装置を小型化することが可能になる。
なお、加圧部材８６としては、例えばシリコーンゴム等や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。
【００４４】
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し、励磁コイル８２自身に振動（磁歪）が発生する。そのため、内側支持体８１に対して例えば接着剤等の所謂弾性体（ヤング率が低い材質）を用いて励磁コイル８２を固定したとすると、定着ユニット６０の長期に亘る累積使用により、励磁コイル８２の振動が要因となって、接着剤等の弾性体と励磁コイル８２との間が剥離し易くなる。そして、励磁コイル８２が接着剤等の弾性体から剥離すると、励磁コイル８２が内側支持体８１上で位置ずれを起こし、或いは、励磁コイル８２に変形が生じる。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）が、定着ベルト６１表面で部分的にばらつくこととなる。そのために、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表面での発熱量に部分的なばらつきが生じた状態が形成される場合がある。
【００４５】
また、接着剤等の弾性体を用いて励磁コイル８２を内側支持体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を内側支持体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固定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励磁コイル８２を内側支持体８１と位置ずれが生じないように固定しておくことは困難を伴い、励磁コイル８２の内側支持体８１に対する位置精度が低下し易くなる。励磁コイル８２の内側支持体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た状態が形成される。
【００４６】
そこで、本実施の形態のＩＨヒータ８０では、励磁コイル８２を内側支持体８１の突出部８１ｂと外側支持体８３の下側面とで挟むことで、励磁コイル８２を固定している。これにより、励磁コイル８２を接着剤等で接着しない場合でも、励磁コイル８２を定着ベルト６１に対して位置決めすることが可能になる。したがって、励磁コイル８２を接着剤等で接着しない場合には、接着剤等の剥がれに伴う励磁コイル８２の位置ずれや励磁コイル８２の変形が起こるのを抑制でき、定着ベルト６１と励磁コイル８２との間を初期に設定された位置関係に維持することが可能になる。
また、内側支持体８１の複数の突出部８１ｂは、内側支持体８１の長手方向に沿って形成されているため、励磁コイル８２を、長手方向にわたって均一に固定することができる。それにより、励磁コイル８２と内側支持体８１および外側支持体８３との密着性が長手方向にわたって高められ、励磁コイル８２と定着ベルト６１との位置が長手方向にわたって設定される。
さらには、接着材等を用いる必要がないため、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、短時間かつ低コストで励磁コイル８２を取り付けることができる。
【００４７】
＜送風ユニットの説明＞
続いて、ＩＨヒータ８０に対して冷却風を送風する送風ユニット３００について説明する。図２に示すように、送風ユニット３００は、励磁コイル８２を冷却するための冷却風を発生させるファン３０１と、ファン３０１により発生された冷却風をＩＨヒータ８０に対して供給する供給ダクト３０２と、ＩＨヒータ８０を通過した冷却風を排出する排出ダクト３０３とを備える。
なお、本実施の形態においては、送風ユニット３００を、定着ユニット６０に設けたが、これに限られない。例えば、送風ユニット３００のファン３０１、供給ダクト３０２および排出ダクト３０３を画像形成装置１本体に設け、定着ユニット６０を画像形成装置１に取り付けることにより、送風ユニット３００の供給ダクト３０２および排出ダクト３０３が定着ユニット６０のＩＨヒータ８０に対して接続されるように構成することも可能である。
【００４８】
＜定着動作の説明＞
次に、本実施の形態の定着ユニット６０における定着動作について説明する。
画像形成装置１の二次転写部Ｔ（図１参照）にて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の定着ベルト６１と加圧ロール６２とで形成されたニップ部Ｎ（図３参照）に向けて搬送される。用紙Ｐ表面のトナー像は、ニップ部Ｎにおいて、ＩＨヒータ８０により加熱された定着ベルト６１と加圧ロール６２とによって加熱押圧される。そして、トナー像が用紙Ｐの表面に溶融圧着され、定着される。
続いて、用紙Ｐは、定着ベルト６１と加圧ロール６２とで形成されたニップ部Ｎから送り出され、用紙Ｐ自身の剛性によって送り出された方向に直進しようとし、曲げ回される定着ベルト６１から先端が剥離され、その用紙Ｐの先端と定着ベルト６１との間に剥離補助部材７０が入り込み、用紙Ｐを定着ベルト６１表面から剥離する。その後、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。
【００４９】
ここで、定着動作においてＩＨヒータ８０により定着ベルト６１が加熱される状態について述べる。
画像形成装置１においてトナー像形成動作が開始されると、制御部３１（図１参照）はＩＨヒータ８０の励磁回路８８に制御信号を出力し、励磁コイル８２に交流電流を供給する。励磁コイル８２に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。そして、励磁コイル８２にて生成された交流磁界による磁力線は、定着ベルト６１を透過し、感温磁性部材６４の内部を通過して励磁コイル８２に戻るという磁路を形成する。
磁力線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。そして、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の二乗との積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を発生させる。このジュール熱Ｗにより、定着ベルト６１が加熱される。
【００５０】
ところで、本実施の形態における励磁コイル８２は、導電発熱層６１２と同様に、固有の抵抗値を有する。したがって、励磁コイル８２は、励磁回路８８により定着ベルト６１を加熱するための交流電流が供給されると、励磁コイル８２自身の抵抗値によりジュール熱を発生し、自己発熱することになる。そして、自己発熱により励磁コイル８２の温度が上昇すると、励磁コイル８２自身の抵抗値が上昇し、励磁コイル８２において消費する電力が多くなり、定着ベルト６１にて効率的に渦電流Ｉを発生させることが困難になる。また、発熱量が大きい場合には、例えば、励磁コイル８２が熱劣化し、励磁コイル８２の耐久性が低下したり、励磁コイル８２を構成するリッツ線同士の絶縁の確保が困難になったりすることがある。
このような事態が起こるのを抑制するために、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、励磁コイル８２の過度な温度上昇を抑制する機能を備えている。
【００５１】
＜励磁コイルの温度上昇を抑制する機能の説明＞
続いて、励磁コイル８２の温度上昇を抑制する機能について説明する。
本実施の形態においては、上記定着動作を行うに際して、送風ユニット３００のファン３０１により冷却風を発生させる。そして、ＩＨヒータ８０の一端側に設けられた供給ダクト３０２を介して、励磁コイル８２と内側支持体８１との間に形成された複数の間隙のそれぞれに対して、外部に露出する各間隙の一端側から冷却風を送り込んでいる。
各間隙に送り込まれた冷却風は、各間隙の内部を一端から他端へと流れ、そして、ＩＨヒータ８０の他端側に設けられた排出ダクト３０３を介して、ＩＨヒータ８０の外部に排出される。
【００５２】
上述したように、本実施の形態の内側支持体８１は長手方向に沿って複数の突出部８１ｂを有しており、この突出部８１ｂにて励磁コイル８２を支持している（図６参照）。したがって、励磁コイル８２と内側支持体８１の基部８１ａとの間には、内側支持体８１の長手方向に沿って、内側支持体８１の一端から他端に向かう複数の間隙が形成されている。この複数の間隙は、それぞれ、内側支持体８１の基部８１ａ、隣接する２つの突出部８１ｂおよび励磁コイル８２に囲まれており、各間隙の内部では、励磁コイル８２と内側支持体８１とは接しておらず、励磁コイル８２の表面が露出している。
したがって、冷却風は、励磁コイル８２と内側支持体８１との間に形成された各間隙の内部において励磁コイル８２の表面に沿って流れることで、励磁コイル８２にて発生した熱を励磁コイル８２表面から奪い、ＩＨヒータ８０の外部へ放出することが可能になる。
これにより、本実施の形態の定着ユニット６０では、励磁コイル８２を冷却し、励磁コイル８２の過剰な温度上昇を抑制することが可能になる。
【００５３】
［実施の形態２］
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図８は、実施の形態２のＩＨヒータ８０の構成を説明する断面図である。図８に示すように、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、励磁コイル８２、励磁コイル８２を支持する内側支持体１８１および外側支持体１８３、磁心８４、シールド８５、加圧部材８６および励磁回路８８を備えている。
【００５４】
本実施の形態の内側支持体１８１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る。
また、本実施の形態の外側支持体１８３は、断面が励磁コイル８２の表面に沿って湾曲した形状で形成される基部１８３ａと、基部１８３ａから励磁コイル８２に向かって突出する複数の突出部１８３ｂとから構成される。なお、複数の突出部１８３ｂは、突起の一例であって、それぞれ、定着ベルト６１の回転方向と直交するとともに外側支持体１８３の一端から他端に向かう方向（定着ベルト６１の長手方向）に沿って、隣接する突出部１８３ｂとの間に間隔をとって設けられる。
実施の形態１では、内側支持体８１に複数の突出部８１ｂを設けたが、実施の形態２では、内側支持体１８１側ではなく、外側支持体１８３に複数の突出部１８３ｂを設けた点で異なっている。
【００５５】
本実施の形態では、内側支持体１８１の上側面（外側支持体１８３側の面）と外側支持体１８３の突出部１８３ｂとで励磁コイル８２を挟むことで、励磁コイル８２を固定している。本実施の形態の内側支持体１８１は、内側支持体１８１の上側面と、定着ベルト６１との距離が規定値（設計値）に設定されている。それにより、励磁コイル８２が内側支持体１８１の上側面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との距離が設計値に設定されることになる。
さらに、本実施の形態では、外側支持体１８３は、外側支持体１８３における定着ベルト６１の回転方向両端部が、内側支持体１８１における定着ベルト６１の回転方向両端部に取り付けられる。それにより、外側支持体１８３は、外側支持体１８３に形成された突出部１８３ｂの下面（内側支持体１８１側の面）が励磁コイル８２に密着するように位置決めされる。
【００５６】
ここで、本実施の形態では、上述したように、外側支持体１８３の複数の突出部１８３ｂは、それぞれ隣接する突出部１８３ｂとの間に間隔をとって、外側支持体１８３の長手方向に沿って形成されている。したがって、励磁コイル８２と外側支持体１８３の基部１８３ａとの間には、複数の突出部１８３ｂに沿って、外側支持体１８３の長手方向に向かう複数の間隙が形成される。そして、各間隙の内部では、励磁コイル８２と外側支持体１８３とは接しておらず、励磁コイル８２の表面が露出している。
【００５７】
続いて、励磁コイル８２の温度上昇を抑制する機能について説明する。
本実施の形態においては、上記定着動作を行うに際して、送風ユニット３００のファン３０１により冷却風を発生させる。そして、ＩＨヒータ８０の一端側に設けられた供給ダクト３０２を介して、励磁コイル８２と外側支持体１８３との間に形成された複数の間隙のそれぞれに対して、外部に露出する各間隙の一端側から冷却風を送り込んでいる。
各間隙に送り込まれた冷却風は、各間隙の内部を一端から他端へと流れ、そして、ＩＨヒータ８０の他端側に設けられた排出ダクト３０３を介して、ＩＨヒータ８０の外部に排出される。
【００５８】
上述したように、本実施の形態では、励磁コイル８２と外側支持体１８３の基部１８３ａとの間には、外側支持体１８３の長手方向に沿って、外側支持体１８３の一端から他端に向かう複数の間隙が形成されている。この複数の間隙は、それぞれ、外側支持体１８３の基部１８３ａ、隣接する２つの突出部１８３ｂおよび励磁コイル８２に囲まれており、各間隙の内部では、励磁コイル８２と外側支持体１８３とは接しておらず、励磁コイル８２の表面が露出している。
したがって、冷却風は、励磁コイル８２と外側支持体１８３との間に形成された各間隙の内部において励磁コイル８２の表面に沿って流れることで、励磁コイル８２にて発生した熱を励磁コイル８２表面から奪い、ＩＨヒータ８０の外部へ放出することが可能になる。
これにより、本実施の形態の定着ユニット６０においても、励磁コイル８２を冷却し、励磁コイル８２の過剰な温度上昇を抑制することが可能になる。
【００５９】
［実施の形態３］
続いて、本発明の実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
図９は、実施の形態３のＩＨヒータ８０の構成を説明する断面図である。図９に示すように、本実施の形態のＩＨヒータ８０は、励磁コイル８２、励磁コイル８２を支持する内側支持体２８１および外側支持体２８３、磁心８４、シールド８５、加圧部材８６および励磁回路８８を備えている。
【００６０】
本実施の形態の内側支持体２８１は、断面が励磁コイル８２の表面に沿って湾曲した形状で形成される基部２８１ａと、基部２８１ａから励磁コイル８２に向かって突出する複数の突出部２８１ｂとから構成される。なお、複数の突出部２８１ｂは、突起の一例であって、それぞれ、定着ベルト６１の回転方向と直交するとともに内側支持体２８１の一端から他端に向かう方向（定着ベルト６１の長手方向）に沿って、隣接する突出部２８１ｂとの間に間隔をとって設けられる。
また、本実施の形態の外側支持体２８３は、断面が励磁コイル８２の表面に沿って湾曲した形状で形成される基部２８３ａと、基部２８３ａから励磁コイル８２に向かって突出する複数の突出部２８３ｂとから構成される。なお、複数の突出部２８３ｂは、突起の一例であって、それぞれ、定着ベルト６１の回転方向と直交するとともに外側支持体２８３の一端から他端に向かう方向（定着ベルト６１の長手方向）に沿って、隣接する突出部２８３ｂとの間に間隔をとって設けられる。
実施の形態１では、内側支持体８１に複数の突出部８１ｂを設けたが、実施の形態３では、内側支持体２８１に複数の突出部２８１ｂを設けることに加えて、さらに、外側支持体２８３に複数の突出部２８３ｂを設けている点で異なっている。
【００６１】
本実施の形態では、内側支持体２８１の突出部２８１ｂと外側支持体２８３の突出部２８３ｂとで励磁コイル８２を挟むことで、励磁コイル８２を固定している。本実施の形態の内側支持体２８１は、突出部２８１ｂの上面が、定着ベルト６１との距離が規定値（設計値）に設定されている。それにより、励磁コイル８２が突出部２８１ｂの上面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との距離が設計値に設定されることになる。
さらに、本実施の形態では、外側支持体２８３は、外側支持体２８３における定着ベルト６１の回転方向両端部が、内側支持体２８１における定着ベルト６１の回転方向両端部に取り付けられる。それにより、外側支持体２８３は、外側支持体２８３に形成された突出部２８３ｂの下面（内側支持体２８１側の面）が励磁コイル８２に密着するように位置決めされる。
【００６２】
ここで、本実施の形態では、上述したように、内側支持体２８１の複数の突出部２８１ｂは、それぞれ隣接する突出部２８１ｂとの間に間隔をとって、内側支持体２８１の長手方向に沿って形成されている。したがって、励磁コイル８２と内側支持体２８１の基部２８１ａとの間には、複数の突出部２８１ｂに沿って、内側支持体２８１の長手方向に向かう複数の間隙が形成される。そして、各間隙の内部では、励磁コイル８２と内側支持体２８１とは接しておらず、励磁コイル８２の表面が露出している。
さらに、本実施の形態では、外側支持体２８３の複数の突出部２８３ｂは、それぞれ隣接する突出部２８３ｂとの間に間隔をとって、外側支持体２８３の長手方向に沿って形成されている。したがって、励磁コイル８２と外側支持体２８３の基部２８３ａとの間には、複数の突出部２８３ｂに沿って、外側支持体２８３の長手方向に向かう複数の間隙が形成される。そして、各間隙の内部では、励磁コイル８２と外側支持体２８３とは接しておらず、励磁コイル８２の表面が露出している。
【００６３】
続いて、励磁コイル８２の温度上昇を抑制する機能について説明する。
本実施の形態においては、上記定着動作を行うに際して、送風ユニット３００のファン３０１により冷却風を発生させる。そして、ＩＨヒータ８０の一端側に設けられた供給ダクト３０２を介して、励磁コイル８２と内側支持体２８１との間に形成された複数の間隙、および、励磁コイル８２と外側支持体２８３との間に形成された複数の間隙のそれぞれに対して、外部に露出する各間隙の一端側から冷却風を送り込んでいる。
各間隙に送り込まれた冷却風は、各間隙の内部を一端から他端へと流れ、そして、ＩＨヒータ８０の他端側に設けられた排出ダクト３０３を介して、ＩＨヒータ８０の外部に排出される。
【００６４】
上述したように、本実施の形態では、励磁コイル８２と内側支持体２８１の基部２８１ａとの間には、内側支持体２８１の長手方向に沿って、内側支持体２８１の一端から他端に向かう複数の間隙が形成されている。この複数の間隙は、それぞれ、内側支持体２８１の基部２８１ａ、隣接する２つの突出部２８１ｂおよび励磁コイル８２に囲まれており、各間隙の内部では、励磁コイル８２と内側支持体２８１とは接しておらず、励磁コイル８２の表面が露出している。さらに、本実施の形態では、励磁コイル８２と外側支持体２８３の基部２８３ａとの間には、外側支持体２８３の長手方向に沿って、外側支持体２８３の一端から他端に向かう複数の間隙が形成されている。この複数の間隙は、外側支持体２８３の基部２８３ａ、隣接する２つの突出部２８３ｂおよび励磁コイル８２に囲まれており、各間隙の内部では、励磁コイル８２と外側支持体２８３とは接しておらず、励磁コイル８２の表面が露出している。
【００６５】
したがって、冷却風は、励磁コイル８２と内側支持体２８１との間に形成された各間隙の内部、および、励磁コイル８２と外側支持体２８３との間に形成された各間隙の内部において励磁コイル８２の表面に沿って流れ、励磁コイル８２にて発生した熱を、励磁コイル８２表面から奪い、ＩＨヒータ８０の外部へ放出することが可能になる。
これにより、本実施の形態の定着ユニット６０では、励磁コイル８２を冷却し、励磁コイル８２の過剰な温度上昇を抑制することが可能になる。
【００６６】
なお、実施の形態１〜３においては、複数の突出部（突出部８１ｂ、突出部１８３ｂ、突出部２８１ｂおよび突出部２８３ｂ）を、定着ベルト６１の長手方向（励磁コイル８２の長手方向）に沿うように設けた。励磁コイル８２では、リッツ線の多くが励磁コイル８２の長手方向に沿って配置されているため、複数の突出部を励磁コイル８２の長手方向に沿って設けることで、本構成を有さない場合と比較して、冷却風を流す複数の間隙それぞれが、リッツ線に沿って配置されやすくなる。これにより、間隙の内部における励磁コイル８２表面の凹凸が少なくなることで、冷却風が流れやすくなり、冷却風が励磁コイル８２から奪った熱を、ＩＨヒータ８０の外部に放出しやすくなる。したがって、本構成を有さない場合と比較して、励磁コイル８２の温度上昇をより抑制することが可能になる。
【００６７】
さらに、複数の突出部を励磁コイル８２の長手方向に沿って設けることで、励磁コイル８２を構成するリッツ線に沿って突出部が配置されやすくなる。これにより、本構成を有さない場合と比較して、突出部とリッツ線とが交差しにくくなるため、内側支持体８１（内側支持体１８１、内側支持体２８１）と外側支持体８３（外側支持体１８３、外側支持体２８３）とで励磁コイルを挟んで支持した場合に、突出部により励磁コイル８２が歪むことを抑制できる。したがって、本構成を有さない場合と比較して、安定して励磁コイル８２を支持することが可能になる。
ただし、励磁コイル８２の表面に沿って冷却風を流すことが可能な間隙を設けることができる構成であれば、突出部の形状および配置はこれに限られない。例えば、複数の突出部を定着ベルト６１の回転方向に沿って設けたり、複数の突出部をドット状に設けたりしてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…画像形成装置、６０…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、７０…剥離補助部材、８０…ＩＨヒータ、８１…内側支持体、８１ａ…基部、８１ｂ…突出部、８２…励磁コイル、８３…外側支持体、８４…磁心、８５…シールド、８６…加圧部材、８８…励磁回路、１８１…内側支持体、１８３…外側支持体、２８１…内側支持体、２８３…外側支持体、３００…送風ユニット、３０１…ファン、３０２…供給ダクト、３０３…排出ダクト
【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】
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