(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第１発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、
前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第２発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、
前記定着回転体と前記発熱部材とを介して前記励磁コイル部に対向するとともに、前記励磁コイル部に対向する姿勢を可変できるように形成された強磁性体と、
を備え、
前記強磁性体は、前記定着回転体の回転方向に沿って複数に分割され、
前記複数の強磁性体のうち少なくとも１つの強磁性体における前記励磁コイル部との対向距離を可変することで、前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変して、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第１の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層及び前記第２発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第２の加熱状態と、が切り替えられることを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記強磁性体は、前記第１の加熱状態では前記第１発熱層に作用する磁束密度が前記第１発熱層の飽和磁束密度より小さくなるように前記励磁コイル部に対向する姿勢が可変され、前記第２の加熱状態では前記第１発熱層に作用する磁束密度が前記第１発熱層の飽和磁束密度より大きくなるように前記励磁コイル部に対向する姿勢が可変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】
装置の立ち上げ時には前記第１の加熱状態になって、連続通紙時には前記第２の加熱状態になるように制御されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
【請求項４】
前記発熱部材は、離間機構によって所定のタイミングで前記定着回転体に対して離間され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】
前記離間機構は、装置の立ち上げ時に前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間する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】
前記離間機構は、カラー画像を定着せずにモノクロ画像を定着する場合、又は／及び、厚さが所定値以下の記録媒体が前記ニップ部に搬送される場合、に前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間するように制御されることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の定着装置。
【請求項７】
前記離間機構は、前記定着回転体の温度が第１の狙い値になるように制御される印刷モードから前記第１の狙い値よりも低い第２の狙い値になるように制御される印刷モードに切り替えられたときに、前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間するように制御される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】
前記定着回転体に対して前記発熱部材が当接した状態である場合であって、前記定着回転体の温度が所定値を超えたときに、前記離間機構によって前記定着回転体に対して前記発熱部材が離間するように制御されることを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
【請求項９】
前記発熱部材は、幅方向サイズの異なる記録媒体に合わせて幅方向に複数に分割され、
前記離間機構は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向サイズに合わせて前記複数に分割された発熱部材の前記定着回転体に対するそれぞれの離間状態を可変することを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１０】
前記離間機構は、前記発熱部材を前記定着回転体に対して離間するとともに、前記発熱部材を前記励磁コイル部に対向しない位置まで前記定着回転体の周方向に沿って移動させることを特徴とする請求項４〜請求項９のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１１】
記録媒体の搬送速度が異なる画像形成装置本体に設置される場合に、前記離間機構によって前記発熱部材が前記定着回転体に対して離間される条件が可変されることを特徴とする請求項４〜請求項１０のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１２】
励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第１発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、
前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第２発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、
を備え、
前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変することで、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第１の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層及び前記第２発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第２の加熱状態と、が切り替えられ、
カラー画像を定着せずにモノクロ画像を定着する場合、又は／及び、厚さが所定値以下の記録媒体が前記ニップ部に搬送される場合、に離間機構によって前記定着回転体に対して前記発熱部材を離間させることを特徴とする定着装置。
【請求項１３】
励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第１発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、
前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第２発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、
を備え、
前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変することで、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第１の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層及び前記第２発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第２の加熱状態と、が切り替えられ、
前記定着回転体の温度が第１の狙い値になるように制御される印刷モードから前記第１の狙い値よりも低い第２の狙い値になるように制御される印刷モードに切り替えられたときに、離間機構によって前記定着回転体に対して前記発熱部材を離間させることを特徴とする定着装置。
【請求項１４】
励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第１発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、
前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第２発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、
を備え、
前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変することで、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第１の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層及び前記第２発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第２の加熱状態と、が切り替えられ、
前記発熱部材は、幅方向サイズの異なる記録媒体に合わせて幅方向に複数に分割されて、離間機構によって所定のタイミングで前記定着回転体に対して離間され、
前記離間機構は、前記ニップ部に搬送される記録媒体の幅方向サイズに合わせて前記複数に分割された発熱部材の前記定着回転体に対するそれぞれの離間状態を可変することを特徴とする定着装置。
【請求項１５】
励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第１発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、
前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第２発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、
を備え、
前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変することで、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第１の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層及び前記第２発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第２の加熱状態と、が切り替えられ、
前記発熱部材は、離間機構によって所定のタイミングで前記定着回転体に対して離間され、
前記離間機構は、前記発熱部材を前記定着回転体に対して離間するとともに、前記発熱部材を前記励磁コイル部に対向しない位置まで前記定着回転体の周方向に沿って移動させることを特徴とする定着装置。
【請求項１６】
前記定着回転体と前記発熱部材とを介して前記励磁コイル部に対向するとともに、前記励磁コイル部に対向する姿勢を可変できるように形成された強磁性体を備え、
前記強磁性体の姿勢を可変することで、前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変することを特徴とする請求項１２〜請求項１５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項１７】
前記強磁性体は、前記定着回転体の回転方向に沿って複数に分割され、
前記複数の強磁性体のうち少なくとも１つの強磁性体における前記励磁コイル部との対向距離を可変することで、前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変することを特徴とする請求項１６に記載の定着装置。
【請求項１８】
前記強磁性体は、前記第１の加熱状態では前記第１発熱層に作用する磁束密度が前記第１発熱層の飽和磁束密度より小さくなるように前記励磁コイル部に対向する姿勢が可変され、前記第２の加熱状態では前記第１発熱層に作用する磁束密度が前記第１発熱層の飽和磁束密度より大きくなるように前記励磁コイル部に対向する姿勢が可変される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】
装置の立ち上げ時には前記第１の加熱状態になって、連続通紙時には前記第２の加熱状態になるように制御されることを特徴とする請求項１２〜請求項１８のいずれかに記載の定着装置。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９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。
【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、そこに設置される電磁誘導加熱方式の定着装置と、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、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短いことを特徴とする、電磁誘導加熱方式の定着装置が知られている（例えば、特許文献１〜３等参照。）。
【０００３】
特許文献１には、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、定着ベルト（定着回転体）の温度が定着設定温度に到達するまで、感温磁性部材を定着ベルトから離間した状態で定着ベルトの電磁誘導加熱をおこない、定着ベルトの温度が定着設定温度に到達した後に、昇温状態の感温磁性部材を定着ベルトに接触させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、電磁誘導加熱方式の定着装置であって、発熱ローラの昇温時には、発熱ローラに内設された導電性部材を励磁コイルに対向しない位置に移動させて、定着ベルト（定着回転体）の温度が所定温度に達した後に、導電性部材を励磁コイルに対向する位置に移動させる技術が開示されている。
また、特許文献２、３には、励磁コイルによって電磁誘導加熱される発熱ローラ（金属パイプ）を、所定のキュリー温度を有する感温磁性材料で形成することで、発熱ローラ（金属パイプ）の過昇温を防止する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の定着装置は、定着ベルト（定着回転体）の温度が定着設定温度に到達するまで、感温磁性部材を定着ベルトから離間した状態で定着ベルトの電磁誘導加熱をおこなっているものの、その間も常に感温磁性部材が電磁誘導加熱されているために、定着ベルト（定着回転体）に対する電磁誘導加熱による加熱効率を充分に高めることができなかった。
また、上述した特許文献２、３の定着装置は、電磁誘導加熱される発熱層と、昇温防止のために形成された感温磁性層と、が一体化されているために、発熱層の熱が感温磁性層に奪われてしない、定着ベルト（定着回転体）の昇温時間を充分に短縮化することができなかった。
【０００６】
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、定着回転体に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着回転体の昇温時間がさらに短縮化される、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】
【０００７】
この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第１発熱層を具備するとともに、所定方向に走行してトナー像を加熱して溶融する定着回転体と、前記定着回転体に圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記定着回転体を介して対向する前記励磁コイル部によって電磁誘導加熱される第２発熱層を具備するとともに、前記定着回転体に当接した状態で前記定着回転体を加熱可能に形成された発熱部材と、前記定着回転体と前記発熱部材とを介して前記励磁コイル部に対向するとともに、前記励磁コイル部に対向する姿勢を可変できるように形成された強磁性体と、を備え、前記強磁性体は、前記定着回転体の回転方向に沿って複数に分割され、前記複数の強磁性体のうち少なくとも１つの強磁性体における前記励磁コイル部との対向距離を可変することで、前記第１発熱層に作用する磁束密度を可変して、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層のみを電磁誘導加熱して前記定着回転体を加熱する第１の加熱状態と、前記励磁コイル部によって前記第１発熱層及び前記第２発熱層を電磁誘導加熱して前記定着回転体を直接的に加熱するとともに前記発熱部材によって前記定着回転体を間接的に加熱する第２の加熱状態と、が切り替えられるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、定着回転体の第１発熱層に作用する磁束密度を可変することで、第１発熱層のみを電磁誘導加熱して定着回転体を加熱する第１の加熱状態と、第１発熱層と発熱部材の第２発熱層とを電磁誘導加熱して定着回転体を直接的に加熱するとともに発熱部材によって定着回転体を間接的に加熱する第２の加熱状態と、を切り替えている。これにより、定着回転体に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着回転体の昇温時間がさらに短縮化される、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】
【０００９】
【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構成図である。
【図３】（Ａ）第１強磁性体と第２強磁性体との励磁コイル部に対する対向距離が短く設定された第１の加熱状態を示す拡大図と、（Ｂ）第１強磁性体の励磁コイル部に対する対向距離のみが短く設定された第２の加熱状態を示す拡大図と、である。
【図４】第１発熱層に形成される磁場と磁束密度との関係を示すグラフである。
【図５】小サイズ紙を連続通紙したときの、定着ベルトにおける幅方向の温度分布を示すグラフである。
【図６】別形態の定着装置を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態２における定着装置を示す構成図である。
【図８】図７の定着装置における発熱部材の動作を示す図である。
【図９】別形態の定着装置の一部を幅方向に示す断面図である。
【図１０】立ち上げ時において発熱部材の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着回転体の昇温特性を示すグラフである。
【図１１】通紙条件によって可変制御される発熱部材の接離状態を示す表図である。
【図１２】印刷モードの切替時において発熱部材の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着回転体の温度変化を示すグラフである。
【図１３】定着回転体のオーバーシュート時において発熱部材の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着回転体の温度変化を示すグラフである。
【図１４】記録媒体の搬送速度が異なる画像形成装置ごとに変更される発熱部材の離間制御の条件を示す表図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
実施の形態１．
図１〜図６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複写機の装置本体、２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、３は原稿読込部２で読み込んだ画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム５上に照射する露光部、４は感光体ドラム５上にトナー像（画像）を形成する作像部、７は感光体ドラム５上に形成されたトナー像を記録媒体Ｐに転写する転写部、１０はセットされた原稿Ｄを原稿読込部２に搬送する原稿搬送部、１２〜１４は転写紙等の記録媒体Ｐが収納された給紙部、２０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、２１は定着装置２０に設置された定着回転体としての定着ベルト、３１は定着装置２０に設置された加圧回転体としての加圧ローラ、を示す。
【００１２】
図１を参照して、画像形成装置における、通常の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１０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２上を通過する。このとき、原稿読込部２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部３（書込部）に送信される。そして、露光部３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、作像部４の感光体ドラム５上に向けて発せられる。
【００１３】
一方、作像部４において、感光体ドラム５は図中の時計方向に回転しており、所定の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程）を経て、感光体ドラム５上に画像情報に対応した画像（トナー像）が形成される。
その後、感光体ドラム５上に形成された画像は、転写部７で、レジストローラにより搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。
【００１４】
一方、転写部７に搬送される記録媒体Ｐは、次のように動作する。
まず、画像形成装置本体１の複数の給紙部１２、１３、１４のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、最上段の給紙部１２が選択されたものとする。）。
そして、給紙部１２に収納された記録媒体Ｐの最上方の１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。
【００１５】
その後、記録媒体Ｐは、搬送経路Ｋを通過してレジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した記録媒体Ｐは、感光体ドラム５上に形成された画像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部７に向けて搬送される。
【００１６】
そして、転写工程後の記録媒体Ｐは、転写部７の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置２０に達する。定着装置２０に達した記録媒体Ｐは、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との間に送入されて、定着ベルト２１から受ける熱と双方の部材２１、３１から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着された記録媒体Ｐは、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との間（ニップ部である。）から送出された後に、画像形成装置本体１から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００１７】
次に、図２及び図３にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０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２０は、定着回転体（定着部材）としての定着ベルト２１、固定部材２２（ニップ形成部材）、発熱部材２３、強磁性体２４（磁束調整部材）、励磁コイル部２５（誘導加熱部）、加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度検知手段としての温度センサ４０、ガイド板３５、３７、等で構成される。
【００１８】
ここで、定着回転体としての定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２中の矢印方向（時計方向）に回転（走行）する。定着ベルト２１は、内周面（固定部材２２や発熱部材２３との摺接面である。）側から、第１発熱層（基材層）、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
【００１９】
ここで、定着ベルト２１の第１発熱層（基材層）は、層厚が数ミクロン〜数百ミクロン程度（好ましくは、十ミクロン〜数十ミクロン程度）の低熱容量の導電性材料からなり、励磁コイル部２５によって電磁誘導加熱される発熱層として機能する。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍ程度であって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。なお、本実施の形態１では、定着ベルト２１の弾性層として、層厚が２００μｍのシリコーンゴムを用いている。
定着ベルト２１の離型層は、層厚が１０〜５０μｍ程度であって、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）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。
【００２０】
定着ベルト２１の内部（内周面側）には、固定部材２２、発熱部材２３、強磁性体２４、等が固設されている。また、定着ベルト２１の外周面の一部に隙間を空けて対向するように、励磁コイル部２５（誘導加熱部）が配設されている。また、図示は省略するが、定着ベルト２１の内周面には、潤滑剤が塗布されている。
【００２１】
ここで、固定部材２２は、定着ベルト２１の内周面に摺接するように固定されている。そして、固定部材２２が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接することで、記録媒体Ｐが搬送されるニップ部が形成される。図示は省略するが、固定部材２２は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板に固定支持されている。また、固定部材２２は、加圧ローラ３１による加圧力を受けても大きく撓むことがないように、ある程度剛性のある材料で形成されている。
また、固定部材２２は、加圧ローラ３１との対向面（摺接面）が、加圧ローラ３１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、記録媒体Ｐは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態１では、ニップ部を形成する固定部材２２の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成する固定部材２２の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、固定部材２２の摺接面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状が記録媒体Ｐの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１と記録媒体Ｐとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出された記録媒体Ｐを定着ベルト２１から容易に分離することができる。
【００２２】
図２を参照して、発熱部材２３は、定着ベルト２１（定着回転体）を介して励磁コイル部２５に対向するとともに、定着ベルト２１の内周面に当接するように配設されている。また、図示は省略するが、発熱部材２３は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板に固定支持されている。
そして、発熱部材２３には、励磁コイル部２５によって電磁誘導加熱される第２発熱層（導電性材料で形成されている。）が形成されていて、励磁コイル部２５により生成される交番磁界によって電磁誘導加熱されて定着ベルト２１を加熱する（熱を伝える。）。すなわち、発熱部材２３が励磁コイル部２５によって直接的に電磁誘導加熱されて、発熱部材２３を介して定着ベルト２１が間接的に加熱されることになる。
ここで、先に説明したように、定着ベルト２１にも第１発熱層が設けられているため、定着ベルト２１（第１発熱層）自体も、励磁コイル部２５により生成される交番磁界によって直接的に電磁誘導加熱されることになる。したがって、定着ベルト２１は、励磁コイル部２５により直接的に電磁誘導加熱されるとともに、発熱部材２３（励磁コイル部２５により電磁誘導加熱されている。）によって間接的に加熱されることになり、定着ベルト２１の加熱効率が高められる。
【００２３】
そして、本実施の形態１では、加熱された定着ベルト２１の表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられることになる。
なお、励磁コイル部２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーミスタ、サーモパイル等の温度センサ４０（温度検知手段）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このような励磁コイル部２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
【００２４】
図２及び図３を参照して、励磁コイル部２５（誘導加熱部）は、励磁コイル２６、励磁コイルコア２７、等で構成される。励磁コイル２６は、定着ベルト２１の外周面の一部を覆うように配設された励磁コイルコア２７上に細線を束ねたリッツ線を巻回して幅方向（図２及び図３の紙面垂直方向である。）に延設したものである。そして、不図示の交流電源から励磁コイル２６に交流電流が供給されることで、励磁コイル部２５から定着ベルト２１の第１発熱層や発熱部材２３の第２発熱層に向けて磁束が生成されることになる。なお、励磁コイルコア２７は、フェライト等の強磁性体（比透磁率が２５００程度である。）からなり、定着ベルト２１の第１発熱層や発熱部材２３の第２発熱層に向けて効率のよい磁束を形成するためのものである。
【００２５】
図２を参照して、磁束調整部材としての強磁性体２４（内部コア）は、定着ベルト２１と発熱部材２３とを介して、励磁コイル部２５に対向するように配設されている。強磁性体２４は、フェライト等の磁束調整が可能な強磁性を有する材料（例えば、比透磁率が２５００程度のものである。）で形成されている。
また、本実施の形態１において、強磁性体２４は、制御部６０に制御された駆動部６１によって、励磁コイル部２５に対向する姿勢を可変できるように形成されている。そして、駆動部６１によって励磁コイル部２５に対する強磁性体２４の姿勢を可変することで、定着ベルト２１の第１発熱層に作用する磁束密度を可変するように構成されているが、これについては後で詳しく説明する。
【００２６】
図２を参照して、加圧回転体としての加圧ローラ３１は、中空構造の芯金３２上に弾性層３３（層厚が３ｍｍ程度である。）を形成したものである。加圧ローラ３１（加圧回転体）の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１を介して固定部材２２に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図示は省略するが、加圧ローラ３１には不図示の駆動機構の駆動ギアに噛合するギアが設置されていて、加圧ローラ３１は図２中の矢印方向（反時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の側板に軸受を介して回転自在に支持されている。なお、加圧ローラ３１の内部に、ハロゲンヒータ等の熱源を設けることもできる。
【００２７】
なお、加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、固定部材２２に生じる撓みをさらに軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
【００２８】
また、定着ベルト２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側には、ニップ部に向けて搬送される記録媒体Ｐを案内するガイド板３５（入口ガイド板）が配設されている。また、ニップ部の出口側には、ニップ部から送出される記録媒体Ｐを案内するガイド板３７（出口ガイド板）が配設されている。双方のガイド板３５、３７は、いずれも、定着装置２０のフレーム（筐体）に固設されている。
【００２９】
以下、上述のように構成された定着装置２０の通常時の動作について簡単に説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、不図示の交流電源（高周波電源）から励磁コイル部２５に交番電流が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。そして、ニップ部の位置における加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動（回転）する。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、転写部７の位置で、記録媒体Ｐ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、ガイド板３５に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、加熱状態にある定着ベルト２１による加熱と、定着ベルト２１（固定部材２２）と加圧ローラ３１との押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。
【００３０】
以下、本実施の形態１における定着装置２０において、特徴的な構成・動作について詳述する。
本実施の形態１における定着装置２０は、駆動部６１によって強磁性体２４を移動させて、励磁コイル部２５に対する強磁性体２４の姿勢を可変することで、定着ベルト２１の第１発熱層に作用する磁束密度を可変できるように構成されている。
【００３１】
図３を参照して、強磁性体２４は、定着ベルト２１の回転方向に沿って複数に分割されている。詳しくは、強磁性体２４は、第１強磁性体２４Ａと、第２強磁性体２４Ｂと、で構成されている。第１強磁性体２４Ａは、定着ベルト２１の回転方向に沿って励磁コイル部２５の中央部（範囲Ｗ２である。）に対向するように配設されている。これに対して、第２強磁性体２４Ｂは、第１強磁性体２４Ａを挟むように、定着ベルト２１の回転方向に沿って励磁コイル部２５の両端部（範囲Ｗ１において第１強磁性体２４Ａの範囲Ｗ２を除く範囲である。）に対向するように配設されている。分割された強磁性体２４Ａ、２４Ｂは、いずれも同一材料（磁束調整部材として機能するフェライト等の材料である。）で形成されている。
そして、これらの分割された複数の強磁性体２４Ａ、２４Ｂのうち、第２強磁性体２４Ｂは、駆動部６１によって励磁コイル部２５との対向距離を可変できるように構成されている。詳しくは、第１強磁性体２４Ａは、定着ベルト２１及び発熱部材２２を介した励磁コイル部２５との対向距離が所定距離Ｈ１になるように、定着装置２０の側板に固定支持されている。これに対して、第２強磁性体２４Ｂは、定着ベルト２１及び発熱部材２２を介した励磁コイル部２５との対向距離がＨ１〜Ｈ２の範囲で可変できるように、定着装置２０の側板に形成されたスライド溝（上下方向に延在する長穴である。）を介して保持され、制御部６０に制御された駆動部６１によって上下にスライド移動される。
なお、第２強磁性体２４Ｂを上下動させる駆動部６１としては、例えば、引張スプリング等によって下方に付勢された第２強磁性体２４Ｂに下方から当接するカム機構等を用いることができる。
【００３２】
そして、定着ベルト２１の第１発熱層に作用する磁束密度を可変するように駆動部６１を制御することで、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）のみを電磁誘導加熱して定着ベルト２１を加熱する第１の加熱状態と、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）及び第２発熱層（発熱部材２３）を電磁誘導加熱して定着ベルト２１を直接的に加熱するとともに発熱部材２３によって定着ベルト２１を間接的に加熱する第２の加熱状態と、が切り替えられる。すなわち、制御部６０によって駆動部６１を制御して励磁コイル部２５に対する第２強磁性体２４Ｂの対向距離を可変して、励磁コイル部２５に対する強磁性体２４の対向姿勢を変化させることで、定着ベルト２１の第１発熱層に作用する磁束密度を可変して、第１の加熱状態と第２の加熱状態とが切り替えられる。
【００３３】
具体的に、図３（Ａ）に示すように、第１強磁性体２４Ａと第２強磁性体２４Ｂとの対向距離がいずれも第１の距離Ｈ１（比較的短い距離である。）になるように駆動部６１によって第２強磁性体２４Ｂの位置が設定されているとき、強磁性体２４が定着ベルト２１に対向する範囲Ｗ１のほぼ全域にわたって磁束が形成されて、第１発熱層（定着ベルト２１）に作用する磁束密度が低くなる。このような状態において、励磁コイル部２５によって生成される磁束（破線矢印で示すものである。）は、第１発熱層（定着ベルト２１）のみに達して、第２発熱層（発熱部材２３）にまで達することがないため、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）のみが電磁誘導加熱されることになる（第１の加熱状態である。）。このとき、励磁コイル部２５からの磁束は、第１発熱層（定着ベルト２１）のみに集中的に作用するため、第１発熱層（定着ベルト２１）の急速な昇温が可能になる。なお、第１の加熱状態のとき、定着ベルト２１の熱が発熱部材２３に伝熱されることになるが、発熱部材２３の接触面積（定着ベルト２１に対して、周方向全域ではなく、周方向の一部のみに接触する。）はそれ程大きくなく熱容量も小さいために、それによる定着ベルト２１の昇温効率のロスは極めて小さなものになる。
これに対して、図３（Ｂ）に示すように、第２強磁性体２４Ｂの対向距離が第２の距離Ｈ２（第１の距離Ｈ１より大きく、比較的長い距離である。）になるように駆動部６１によって第２強磁性体２４Ｂの位置が設定されて、第１強磁性体２４Ａのみが短い距離Ｈ１で励磁コイル部２５に対向しているとき、強磁性体２４が定着ベルト２１に近接して対向する範囲Ｗ２（＜Ｗ１）に磁束が集中的に形成されて、第１発熱層（定着ベルト２１）に作用する磁束密度が高くなる。このような状態において、励磁コイル部２５によって生成される磁束（破線矢印で示すものである。）は、第１発熱層（定着ベルト２１）を貫いて、第２発熱層（発熱部材２３）にまで達することになり、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）に加えて、第２発熱層（発熱部材２３）もが電磁誘導加熱されることになる（第２の加熱状態である。）。このとき、励磁コイル部２５からの磁束は、第２発熱層（発熱部材２３）にも分散的に作用するため、加熱状態にある定着ベルト２１の温度低下を補完するように、発熱部材２３の熱が定着ベルト２１に伝熱されることになる。
なお、第１の加熱状態のときも第２の加熱状態のときも励磁コイル部２５には同じコイル磁界が形成される。そして、第２の加熱状態のときに第１発熱層（定着ベルト２１）に作用する磁束密度は、第１の加熱状態のときのものに比べて、約Ｗ１／Ｗ２だけ高くなる。すなわち、励磁コイル部２５によって第１発熱層に作用する磁束密度の大きさは、定着ベルト２１に近接して対向する強磁性体２４の範囲に反比例することになる。
【００３４】
このように第１発熱層（定着ベルト２１）に作用する磁束密度によって、第１発熱層において磁束が作用する領域（表皮深さ）が異なるのは、「表皮深さ」が、発熱層の固有抵抗に比例して、発熱層の透磁率や発熱層を励磁する交番電流の周波数に反比例するためである。すなわち、発熱層に作用する磁束密度は発熱層の透磁率（励磁コイル部２５に対向する強磁性体２４の姿勢変化によって可変される。）に反比例するため、「表皮深さ」は発熱層に作用する磁束密度に対して比例することになる。
そして、このように、第１の加熱状態と第２の加熱状態とを切り替え可能に構成することで、定着ベルト２１の昇温状態に応じて、適切な加熱状態にて定着ベルト２１を加熱することができる。すなわち、定着ベルト２１に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着ベルト２１の昇温時間をさらに短縮化することができる。
【００３５】
具体的に、本実施の形態１では、定着装置２０（装置本体１）の立ち上げ時には第１の加熱状態になって、連続通紙時には第２の加熱状態になるように、駆動部６１によって強磁性体２４を制御している（第２強磁性体２４Ｂの移動制御をおこなっている）。
これにより、朝一等で放置時間が長くて温度が低下している定着ベルト２１が第１の加熱状態で加熱されることになるため、定着ベルト２１の急速な昇温（立ち上げ）が可能になる。また、連続通紙時には、定着ベルト２１の熱が連続通紙される記録媒体Ｐに徐々に奪われることになるが、それを補完するように発熱部材２３の熱が定着ベルト２１に伝熱されるため、連続通紙時における定着ベルト２１の温度低下にともなう定着不良画像の発生を低減することができる。
【００３６】
ここで、本実施の形態１において、強磁性体２４は、第１の加熱状態では第１発熱層（定着ベルト２１）に作用する磁束密度が第１発熱層の飽和磁束密度より小さくなるように励磁コイル部２５に対向する姿勢が可変され、第２の加熱状態では第１発熱層に作用する磁束密度が第１発熱層の飽和磁束密度より大きくなるように励磁コイル部２５に対向する姿勢が可変されることになる。
図４は、第１発熱層を鉄、ニッケル、コバルト、又は、それらの合金等の強磁性材料で形成したときの、第１発熱層の近傍に生成される磁場（コイル磁界）と、第１発熱層に作用する磁束密度と、の関係を示すグラフである。図４に示すように、磁場の大きさが大きくなるにつれて第１発熱層に作用する磁束密度は大きくなるが、磁場の大きさがある程度大きくなると磁束密度は飽和した状態になる（飽和磁束密度Ｃに達する）。そして、この飽和磁束密度Ｃよりも小さな磁束密度Ｂ１が作用するように強磁性体２４（第２強磁性体２４Ｂ）を移動制御することにより、励磁コイル部２５によって生成される磁束が、第１発熱層を貫くことなく、第１発熱層のみに作用することになる（図３（Ａ）の状態であって、第１の加熱状態である。）。これに対して、飽和磁束密度Ｃよりも大きな磁束密度Ｂ２が作用するように強磁性体２４（第２強磁性体２４Ｂ）を移動制御することにより、励磁コイル部２５によって生成される磁束が、第１発熱層を貫いて、第２発熱層（発熱部材２３）にも作用することになる（図３（Ｂ）の状態であって、第２の加熱状態である。）。
【００３７】
ここで、定着ベルト２１の第１発熱層は、鉄、ニッケル、コバルト、又は、それらの合金、等の強磁性を有する整磁性金属材料（好ましくは、鉄、ニッケル、シリコン、ホウ素、ニオブ、銅、ジルコニウム、コバルト、又は、それらの合金、等の強磁性から常磁性に変化する整磁性金属材料）で形成することができる。
その場合、第１発熱層のキュリー温度を定着温度近傍に設定することで、定着ベルト２１の温度が定着温度を超えることがなくなるため、連続通紙時における定着ベルト２１の温度リップルが小さくなり、定着性や光沢性が安定した定着画像を得ることができる。また、第１発熱層のキュリー温度を定着ベルト２１の耐熱温度以下に設定することで、小サイズ紙（幅方向サイズが小さな記録媒体Ｐである。）を連続通紙した場合であっても、定着ベルト２１の非通紙領域が耐熱温度を超えて過昇温する不具合を抑止することができる。
図５は、小サイズ紙の連続通紙時における定着ベルト２１の幅方向の温度分布を示すグラフであって、一点鎖線Ｑ０は第１発熱層を通常の金属材料で形成したときの温度分布を示し、実線Ｑ１は第１発熱層を整磁性金属材料で形成したときの温度分布を示す。図５から、第１発熱層を整磁性金属材料で形成したときには、小サイズ紙の非通紙領域においても定着設定温度ＴＭの近傍にベルト温度が抑えられていることがわかる。
【００３８】
これに対して、定着ベルト２１の第１発熱層を、金、銀、銅、アルミニウム、亜鉛、錫、鉛、ビスマス、ベリリウム、アンチモン、又は、それらの合金、等の非磁性金属材料で形成することもできる。
その場合、励磁コイル部２５と定着ベルト２１との対向距離が変化しても、定着ベルト２１を貫通する磁束の量は大きく変化しないため、定着ベルト２１の幅方向の加熱ムラが発生しにくくなる。また、定着ベルト２１の走行中に、定着ベルト２１に幅方向のベルト寄りが生じても、定着ベルト２１の幅方向の加熱ムラが発生しにくくなる。
【００３９】
また、定着ベルト２１の第１発熱層は、その層厚が、励磁コイル部２５（励磁コイル２６）に所定の周波数の交番電流が流れたときの表皮深さよりも小さくなるように形成することが好ましい。ここで、「表皮深さ」とは、上述したように、発熱層の固有抵抗及び透磁率、発熱層を励磁する交番電流の周波数（本実施の形態１では、交流電源から出力される交流電流の周波数が２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲内で設定されている。）で求まる値である。
そして、本実施の形態１における定着装置２０の構成において、第１発熱層の層厚が表皮深さよりも小さくなるように形成することで、第２の加熱状態において励磁コイル部２５の磁束が確実に第２発熱層（発熱部材２３）に達することになる。
【００４０】
さらに、発熱部材２３の第２発熱層は、鉄、ニッケル、シリコン、ホウ素、ニオブ、銅、ジルコニウム、コバルト、又は、それらの合金、等の強磁性から常磁性に変化する整磁性金属材料で形成することができる。
その場合、第２発熱層のキュリー温度を定着温度より高く、定着ベルト２１の耐熱温度以下に設定することで、定着ベルト２１が過昇温する不具合を防止することができる。
【００４１】
これに対して、発熱部材２３の第２発熱層を、鉄、ニッケル、コバルト、等の強磁性金属材料で形成することもできる。
この場合、第２の加熱状態においても、励磁コイル部２５からの磁束が第２発熱層を貫くことがなくなる。
【００４２】
なお、本実施の形態１では、発熱部材２３を第２発熱層のみで形成された単層構造体としたが、発熱部材２３を第２発熱層を含む多層構造体にすることもできる。例えば、発熱部材２３の表裏層を第２発熱層（電磁誘導加熱層）で形成して、中間層をアルミニウム、鉄、ステンレス等の高熱伝導性材料で形成することもできる。
【００４３】
また、本実施の形態１では、発熱部材２３を半円筒状に形成した。これに対して、図６（Ａ）に示すように、発熱部材２３を円筒状に形成することもできる。
さらに、本実施の形態１では、発熱部材２３を定着ベルト２１の内周面に当接するように配設して、励磁コイル部２５を定着ベルト２１の外周面に対向するように配設した。これに対して、図６（Ｂ）に示すように、発熱部材２３を定着ベルト２１の外周面に当接するように配設して、励磁コイル部２５を定着ベルト２１の内周面に対向するように配設することもできる。
これらの場合であっても、定着ベルト２１の第１発熱層に作用する磁束密度を可変するように強磁性体２４（第２強磁性体２４Ｂ）を移動制御して第１の加熱状態と第２の加熱状態とを切り替えることで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
なお、図示は省略するが、図６（Ａ）、（Ｂ）に示した定着装置２０においても、後述する実施の形態２のもの（発熱部材２３の離間をおこなうものである。）を適用することもできる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態１においては、定着ベルト２１（定着回転体）の第１発熱層に作用する磁束密度を可変することで、第１発熱層（定着ベルト２１）のみを電磁誘導加熱して定着ベルト２１（定着回転体）を加熱する第１の加熱状態と、第１発熱層（定着ベルト２１）及び第２発熱層（発熱層２３）を電磁誘導加熱して定着ベルト２１を直接的に加熱するとともに発熱部材２３によって定着ベルト２１を間接的に加熱する第２の加熱状態と、を切り替えている。これにより、定着ベルト２１に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着ベルト２１の昇温時間をさらに短縮化することができる。
【００４５】
実施の形態２．
図７〜図１４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７は、実施の形態２における定着装置２０を示す構成図であって、前記実施の形態１における図２に対応する図である。また、図８は、定着装置における発熱部材２３の動作を示す図である。さらに、図９は、別形態の定着装置の一部を幅方向に示す断面図である。
本実施の形態２における定着装置は、定着ベルト２１に対して発熱部材２３が離間可能に構成されている点が、定着ベルト２１に対して発熱部材２３が当接・固定されている前記実施の形態１のものと相違する。
【００４６】
図７を参照して、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ベルト２１（定着回転体）、固定部材２２、発熱部材２３、強磁性体２４（磁束調整部材）、励磁コイル部２５、加圧ローラ３１（加圧回転体）、温度センサ４０（温度検知手段）、等で構成される。
また、本実施の形態２における定着装置２０も、前記実施の形態１のものと同様に、強磁性体２４が定着ベルト２１の回転方向に沿って第１強磁性体２４Ａと第２強磁性体２４Ｂとに分割されていて、駆動部６１によって強磁性体２４（第２強磁性体２４Ｂ）を移動制御することで、第１発熱層（定着ベルト２１）に作用する磁束密度の大きさを可変して、第１の加熱状態と第２の加熱状態とを切り替えている。
【００４７】
ここで、本実施の形態２における定着装置２０は、前記実施の形態１のものとは異なり、所定のタイミングで発熱部材２３を定着ベルト２１に対して離間する離間機構が設けられている。そして、発熱部材２３が定着ベルト２１から離間した状態（図７、図８（Ｂ）の状態である。）で、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）が加熱される第３の加熱状態に切り替え可能に構成されている。第３の加熱状態では、励磁コイル部２５からの磁束が第１発熱層（定着ベルト２１）を貫通して離間状態にある第２発熱層（発熱部材２３）に達したとしても、第２発熱層の加熱効率は低くなるとともに、発熱部材２３と定着ベルト２１の間で熱伝導はおこなわれないことになる。このような第３の加熱状態を所定のタイミングで利用することによって、定着ベルト２１の加熱状態を細かく調整することができる。
なお、定着ベルト２１に対して発熱部材２３を離間する離間機構としては、例えば、所定方向に付勢された発熱部材２３に当接するカム機構等を用いることができる。
【００４８】
さらに、上述した離間機構は、発熱部材２３を励磁コイル部２５に対向しない位置まで定着ベルト２１の周方向に沿って移動させる移動手段としても機能する。詳しくは、発熱部材２３は、離間機構によって、励磁コイル部２５に対向する位置（図８（Ｂ）の位置である。）と、励磁コイル部２５に対向しない位置（図８（Ａ）の位置である。）と、を移動（図７の両矢印方向の移動である。）できるように構成されている。そして、離間機構によって、発熱部材２３を図８（Ａ）の位置に移動させることで、励磁コイル部２５の磁束が発熱部材２３に完全に作用しないことになる。このような状態は、発熱部材２３を完全に電磁誘導加熱したくないときに有用である。
なお、発熱部材２３を移動する離間機構（移動手段）としては、例えば、発熱部材２３を支持する支軸に設置されたギアに噛合するギア機構等を用いることができる。
【００４９】
具体的に、本実施の形態２では、定着装置２０（装置本体１）の立ち上げ時には、第１の加熱状態（図８（Ｂ）又は図８（Ａ）の状態である。）になるように、発熱部材２３の離間機構を制御している。これにより、朝一等で放置時間が長くて温度が低下している定着ベルト２１が発熱部材２３に熱を奪われることなく集中的に加熱されることになるため、定着ベルト２１の急速な昇温（立ち上げ）が可能になる。
なお、第１の加熱状態（図８（Ｂ）又は図８（Ａ）の状態である。）においては、強磁性体２４（第２強磁性体２４Ｂ）の姿勢が図３（Ａ）の状態になるように、駆動部６１が制御されている。
【００５０】
図１０は、このように立ち上げ時において発熱部材２３の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着ベルト２１の表面の昇温特性を示すグラフである。
図１０において、実線グラフは装置の立ち上げ時において発熱部材２３を離間させたとき（図８（Ｂ）又は図８（Ａ）の状態である。）の定着ベルト２１の昇温特性を示し、破線グラフは装置の立ち上げ時において発熱部材２３を当接させたとき（図８（Ｃ）の状態である。）の定着ベルト２１の昇温特性を示す。
図１０の結果からも、立ち上げ時において発熱部材２３の離間制御をおこなうことで、定着ベルト２１の急速な昇温（立ち上げ）が可能になることがわかる。
【００５１】
これに対して、通紙時には、第２の加熱状態（図８（Ｃ）の状態である。）に切り替えられるように、励磁コイル部２５や発熱部材２３の離間機構が制御される。このとき、発熱部材２３（第２発熱層）は、励磁コイル部２５によって積極的に電磁誘導加熱されることになる。そして、上述した立ち上げ時の動作によって充分に昇温した状態の定着ベルト２１の加熱を補完するように、定着ベルト２１と発熱部材２３との間で熱の受け渡しがおこなわれることになる。
なお、第２の加熱状態（図８（Ｃ）の状態である。）においては、強磁性体２４（第２強磁性体２４Ｂ）の姿勢が図３（Ｂ）の状態になるように、駆動部６１が制御されている。
【００５２】
なお、温度センサ４０（温度検知手段）によって検知された温度が所定値以下になったときには、離間状態（図８（Ｂ）の状態である。）から当接状態（図８（Ｃ）の状態である。）に切り替えられるように、発熱部材２３の離間機構を制御して、温度センサ４０によって検知された温度が所定値に達したときには、当接状態（図８（Ｃ）の状態である。）から離間状態（図８（Ｂ）の状態である。）に切り替えられるように、発熱部材２３の離間機構を制御することもできる。
このような制御をおこなうことで、通紙時において、定着ベルト２１の熱が通紙される記録媒体Ｐに奪われてベルト温度が低下してしまっても、それを補完するように発熱部材２３が定着ベルト２１に当接して発熱部材２３の熱が定着ベルト２１に伝熱されるため、通紙時における定着ベルト２１の温度低下にともなう定着不良画像の発生を低減することができる。また、定着ベルト２１の温度の低下が生じていないときには、発熱部材２３を定着ベルト２１から離間して電磁誘導加熱による発熱部材２３の蓄熱をおこなう。
なお、このような通紙時の制御は、連続通紙時においても同様におこなうことができる。
【００５３】
また、記録媒体Ｐとして薄紙が通紙される場合（厚さが所定値以下の記録媒体Ｐがニップ部に搬送される場合である。）に、定着ベルト２１に対して発熱部材２３が離間するように（図８（Ｂ）の状態になるように）、離間機構を制御することもできる。これは、薄紙が通紙される場合には、記録媒体Ｐに奪われる定着ベルト２１の熱が小さいため、発熱部材２３を定着ベルト２１に当接して発熱部材２３の熱を定着ベルト２１に伝熱しなくても定着ベルト２１の温度を安定化できることによる。
また、本実施の形態１における画像形成装置はモノクロ画像形成装置であるが、カラー画像形成装置を用いる場合であって、モノクロ画像モードが実行されるとき（カラー画像を定着せずにモノクロ画像を定着するときである。）には、定着ベルト２１に対して発熱部材２３が離間するように（図８（Ｂ）の状態になるように）、離間機構を制御することもできる。これは、モノクロ画像モード時には、カラー画像モード時に比べて、記録媒体Ｐ上のトナー像に奪われる定着ベルト２１の熱が小さいため、発熱部材２３を定着ベルト２１に当接して発熱部材２３の熱を定着ベルト２１に伝熱しなくても定着ベルト２１の温度を安定化できることによる。
【００５４】
図１１は、これらの通紙条件（通紙される記録媒体Ｐの厚さや、プリントモードである。）によって可変制御される発熱部材の接離状態を示す表図である。具体的に、通紙される記録媒体Ｐが薄紙（坪量が８０ｇ／ｃｍ2以下のものである。）の場合、モノクロ画像モード時であってもカラー画像モード時であっても発熱部材２３を定着ベルト２１から離間させる。また、通紙される記録媒体Ｐが普通紙（坪量８１〜１０５ｇ／ｃｍ2のものである。）の場合、モノクロ画像モード時には発熱部材２３を定着ベルト２１から離間させて、カラー画像モード時には発熱部材２３を定着ベルト２１に当接させる。さらに、通紙される記録媒体Ｐが厚紙（坪量が１０６ｇ／ｃｍ2以上のものである。）の場合、モノクロ画像モード時であってもカラー画像モード時であっても発熱部材２３を定着ベルト２１に当接させる。
そして、これらの制御をおこなうことで、定着ベルト２１と発熱部材２３との摺接による劣化を低減することができる。
なお、通紙される記録媒体Ｐの厚さを検知する手段としては、記録媒体Ｐの搬送経路中や給紙部１２〜１４に紙厚センサを設置して記録媒体Ｐの厚さを直接的に検知してもよいし、ユーザーによる装置本体１の操作パネルの操作によって入力される記録媒体Ｐの情報に基いて記録媒体Ｐの厚さを間接的に検知してもよい。そして、このようにして検知された記録媒体Ｐの厚さの情報に基いて、上述した制御がおこなわれることになる。
【００５５】
また、本実施の形態２において、定着ベルト２１の温度が第１の狙い値になるように制御される印刷モード（例えば、記録媒体Ｐとして厚紙が通紙される場合であって、定着ベルト２１の温度が高めに設定される高温モードである。）から第１の狙い値よりも低い第２の狙い値になるように制御される印刷モード（例えば、記録媒体Ｐとして薄紙が通紙される場合であって、定着ベルト２１の温度が低めに設定される低温モードである。）に切り替えられたときに、定着ベルト２１に対して発熱部材２３が離間するように（図８（Ｂ）の状態になるように）、離間機構を制御することもできる。
これは、高温モードから低温モードに切り替えられるときに、発熱部材２３が定着ベルト２１に当接した状態で発熱部材２３の熱が定着ベルト２１に伝熱されてしまうと、高温状態にある定着ベルト２１の温度を低めに制御するのに時間がかかってしまうためである。すなわち、このような制御をおこなうことで、高温モードから低温モードに切り替えられる時間（待ち時間）を短縮化することができる。
【００５６】
図１２は、このように印刷モードの切替時（厚紙通紙モードから普通紙通紙モードへの切替時である。）において発熱部材２３の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着ベルト２１の表面温度の変化を示すグラフである。
図１２において、実線グラフは印刷モードの切替時において発熱部材２３を離間させたとき（図８（Ｂ）又は図８（Ａ）の状態である。）の定着ベルト２１の温度変化を示し、破線グラフは印刷モードの切替時において発熱部材２３を当接させたとき（図８（Ｃ）の状態である。）の定着ベルト２１の温度変化を示す。なお、厚紙通紙モード時における定着温度の狙い値（第１の狙い値）は１８０℃に設定されていて、普通紙通紙モード時における定着温度の狙い値（第２の狙い値）は１６５℃に設定されている。
図１２の結果からも、印刷モードの切替時において発熱部材２３の離間制御をおこなうことで、高温モード（厚紙通紙モード）から低温モード（普通紙通紙モード）に切り替えられる時間（待ち時間）を短縮化できることがわかる。
【００５７】
また、本実施の形態２において、定着ベルト２１に対して発熱部材２３が当接した状態である場合（図８（Ｃ）の状態である。）であって、定着ベルト２１の温度が所定値を超えたとき（温度センサ４０によって定着ベルト２１のオーバーシュートが検知されたときである。）に、図８（Ｂ）のように離間機構によって定着ベルト２１に対して発熱部材２３が離間するように制御することが好ましい。これにより、発熱部材２３の熱が定着ベルト２１に伝熱されないため、過昇温状態にある定着ベルト２１の温度を低下させやすくなる。
【００５８】
図１３は、定着ベルト２１のオーバーシュート時において発熱部材２３の離間制御をおこなったときと、おこなわなかったときと、の定着ベルト２１の表面温度の変化を示すグラフである。
図１３において、実線グラフはオーバーシュート時において発熱部材２３を離間させたとき（図８（Ｂ）又は図８（Ａ）の状態である。）の定着ベルト２１の温度変化を示し、破線グラフはオーバーシュート時において発熱部材２３を当接させたとき（図８（Ｃ）の状態である。）の定着ベルト２１の温度変化を示す。なお、定着ベルト２１のオーバーシュートは、定着ベルト２１の表面温度が高め（１８０℃である。）に設定される厚紙通紙モード時に生じやすく、定着ベルト２１の表面温度が耐熱限界温度である２２５℃に達しないように、温度センサ４０によって定着ベルト２１の表面温度が所定値（例えば、１９５℃）を超えた状態が検知されたときに、オーバーシュート状態にあるものとして、発熱部材２３の離間制御がおこなわれる。
図１３の結果からも、オーバーシュート時において発熱部材２３の離間制御をおこなうことで、定着ベルト２１に熱的損傷が生じる不具合を未然に防止できることがわかる。
【００５９】
また、本実施の形態２における定着装置２０が、記録媒体Ｐの搬送速度（プロセス線速）が異なる画像形成装置本体１（印刷生産性の異なる装置である。）に設置される場合（共通化されたユニットとして用いられる場合）に、離間機構によって発熱部材２３を定着ベルト２１に対して離間される条件（図８（Ｂ）の状態になる条件である。）を可変することができる。
これは、記録媒体Ｐの搬送速度が低い画像形成装置では、記録媒体Ｐの搬送速度が高い画像形成装置に比べて、搬送される記録媒体Ｐに奪われる定着ベルト２１の熱が小さいため、発熱部材２３を定着ベルト２１に当接して発熱部材２３の熱を定着ベルト２１に伝熱しなくても定着ベルト２１の温度をある程度安定化できることによる。
そして、このような設定をおこなうことで、印刷スピードの異なる画像形成装置に対しても、共通化された定着装置２０を不具合なく用いることができる。
【００６０】
図１４は、記録媒体Ｐの搬送速度が異なる画像形成装置ごとに変更される発熱部材２３の離間制御の条件を示す表図である。
具体的に、記録媒体Ｐの搬送速度が最も遅い画像形成装置Ａ（Ａ４サイズの記録媒体Ｐを１分間当り３１枚搬送する装置である。）では、通紙される記録媒体Ｐが薄紙（坪量が８０ｇ／ｃｍ2以下のものである。）の場合に発熱部材２３を定着ベルト２１から離間させて、通紙される記録媒体Ｐが普通紙（坪量８１〜１０５ｇ／ｃｍ2のものである。）の場合にも発熱部材２３を定着ベルト２１から離間させて、通紙される記録媒体Ｐが厚紙（坪量が１０６ｇ／ｃｍ2以上のものである。）の場合に発熱部材２３を定着ベルト２１に当接させる。また、記録媒体Ｐの搬送速度が中程度の画像形成装置Ｂ（Ａ４サイズの記録媒体Ｐを１分間当り４１枚搬送する装置である。）では、通紙される記録媒体Ｐが薄紙の場合に発熱部材２３を定着ベルト２１から離間させて、通紙される記録媒体Ｐが普通紙の場合に発熱部材２３を定着ベルト２１に当接させて、通紙される記録媒体Ｐが厚紙の場合にも発熱部材２３を定着ベルト２１に当接させる。さらに、記録媒体Ｐの搬送速度が最も速い画像形成装置Ｃ（Ａ４サイズの記録媒体Ｐを１分間当り５１枚搬送する装置である。）では、通紙される記録媒体Ｐの厚さに関わらず発熱部材２３を定着ベルト２１に当接させる。
そして、これらの制御をおこなうことで、印刷スピードの異なる画像形成装置に対しても、共通化された定着装置２０を不具合なく用いることができる。
【００６１】
さらに、本実施の形態２において、図９に示すように、発熱部材２３Ａ、２３Ｂを幅方向サイズの異なる記録媒体Ｐに合わせて幅方向に複数に分割して、ニップ部に搬送される記録媒体Ｐの幅方向サイズに合わせて複数に分割された発熱部材２３Ａ、２３Ｂの定着ベルト２１に対するそれぞれの離間状態を可変するように離間機構を制御することもできる。
具体的に、図９に示すように、小サイズ紙の通紙領域に合わせて幅方向中央部には第１の発熱部材２３Ａを接離可能に設置して、大サイズ紙の通紙領域（小サイズ紙の領域外である。）に合わせて幅方向両端部には第２の発熱部材２３Ｂを接離可能に設置している。そして、離間機構によって、第１の発熱部材２３Ａと第２の発熱部材２３Ｂとを定着ベルト２１に対して独立して接離できるように構成している。そして、通紙される記録媒体Ｐのサイズに応じて第１の発熱部材２３Ａと第２の発熱部材２３Ｂとの接離動作を独立しておこなうことで、小サイズ紙が通紙されるときの非通紙領域における定着ベルト２１の過昇温を抑止することができる（図５を参照できる）。
例えば、図９（Ｂ）の状態（発熱部材２３Ａ、２３Ｂが離間された状態である。）で大サイズ紙が連続通紙された直後に小サイズ紙が通紙される場合に、そのままでは小サイズ紙の非通紙領域に対応する定着ベルト２１の両端部の熱が紙に奪われないために過昇温してしまう。これに対して、図９（Ａ）のように、両端部の発熱部材２３Ｂを定着ベルト２１の非通紙領域に当接させることで、定着ベルト２１の非通紙領域の熱が発熱部材２３Ｂに奪われて、定着ベルト２１の両端部の過昇温を防止することができる。
なお、上述した発熱部材２３Ａ、２３Ｂの動作は、一例であって、様々な状況に合わせて２つの発熱部材２３Ａ、２３Ｂの独立した接離動作をおこなうことができる。また、図９では、発熱部材２３Ａ、２３Ｂを２つのサイズの記録媒体Ｐに合わせて分割したが、３つ以上のサイズの記録媒体Ｐに合わせて発熱部材を分割することもできる。
【００６２】
以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、定着ベルト２１（定着回転体）の第１発熱層に作用する磁束密度を可変することで、第１発熱層（定着ベルト２１）のみを電磁誘導加熱して定着ベルト２１（定着回転体）を加熱する第１の加熱状態と、第１発熱層（定着ベルト２１）及び第２発熱層（発熱層２３）を電磁誘導加熱して定着ベルト２１を直接的に加熱するとともに発熱部材２３によって定着ベルト２１を間接的に加熱する第２の加熱状態と、を切り替えている。これにより、定着ベルト２１に対する電磁誘導加熱による加熱効率が充分に高くて、定着ベルト２１の昇温時間をさらに短縮化することができる。
【００６３】
なお、前記各実施の形態では、加圧回転体として加圧ローラを用いて定着回転体として定着ベルトを用いた定着装置に対して本発明を適用したが、加圧回転体として加圧ベルト等を用いた定着装置や、定着回転体として定着フィルムや定着ローラを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。そして、この場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、前記各実施の形態では、モノクロの画像形成装置１に設置される定着装置２０に対して本発明を適用したが、カラーの画像形成装置に設置される定着装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
【００６５】
また、前記各実施の形態では、強磁性体２４を第１強磁性体２４Ａと第２強磁性体２４Ｂとに分割して、駆動部６１によって第２強磁性体２４Ｂを上下に移動させることによって、励磁コイル部２５に対する強磁性体２４の姿勢を可変して、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）のみが加熱される第１の加熱状態と、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）と第２発熱層（発熱部材２３）とが加熱される第２の加熱状態と、が切り替えられるように構成した。
しかし、強磁性体２４を分割する態様や、励磁コイル部２５に対する強磁性体２４の姿勢を可変する態様は、前記各実施の形態のものに限定されることなく、第１発熱層（定着ベルト２１）に作用する磁束の磁束密度が可変されて、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）のみが加熱される第１の加熱状態と、励磁コイル部２５によって第１発熱層（定着ベルト２１）と第２発熱層（発熱部材２３）とが加熱される第２の加熱状態と、が切り替えられるのであれば、種々の態様を用いることができる。
そして、その場合にも、前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
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】
【００６７】
１  画像形成装置本体（装置本体）、
２０  定着装置、
２１  定着ベルト（定着回転体）、
２２  固定部材、
２３  発熱部材、
２４  強磁性体（磁束調整部材）、
２４Ａ  第１強磁性体、  ２４Ｂ  第２強磁性体、
２５  励磁コイル部（誘導加熱部）、
３１  加圧ローラ（加圧回転体）、
４０  温度センサ、
６１  駆動部、  Ｐ  記録媒体。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６８】
【特許文献１】特開２００９−２８２４１３号公報
【特許文献２】特許第３５２７４４２号公報
【特許文献３】特許第３９００６９２号公報
【図１】
0005861911.tif 000002
【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】
0005861911.tif 000008
【図８】
0005861911.tif 000009
【図９】
0005861911.tif 000010
【図１０】
0005861911.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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