(57)【要約】【課題】定着ベルトを目標温度まで即座に昇温させ、かつ定着ベルトの温度の均一性を確保すること。【解決手段】励磁コイルユニット２５０と、加熱ローラ２２０と、定着ベルト２３０と、加圧ローラ２４０とを備え、定着ベルト２３０の周長を加熱ローラ２２０の外周長の非整数倍とすることにより、加熱ローラが偏心して回転している場合や加熱ローラ上の発熱層２７０の厚みにムラが生じている場合においても、定着ベルト２３０の温度均一性を確保でき、良好な定着画像を得ることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束を発生する磁束発生手段と、
前記磁束発生手段の発生する磁束により誘導加熱される加熱ローラと、
前記加熱ローラの外周に内接し懸架された定着ベルトと、
前記定着ベルトを挟持回転して記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着するためのニップ部を形成する加圧手段と、を備え、
前記定着ベルトの周長は前記加熱ローラの外周長の非整数倍に設定される、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記加熱ローラは磁性部材からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項３】
前記加熱ローラは非磁性の導電性部材からなり、
前記加熱ローラの前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に強磁性部材からなるコアを配置したことを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項４】
前記加熱ローラは常温で磁性を有し、所定の温度以上で磁性を失う整磁合金部材からなることを特徴とする請求項１記載の定着装置。
【請求項５】
前記加熱ローラの前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に導電性の磁気遮蔽体を設けたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の定着装置。
【請求項６】
前記磁束発生手段と前記加熱ローラの距離が、前記加熱ローラの１回転中に前記加熱ローラの軸方向何れかの部分が正規の距離に対して所定の距離以上変動していること特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の定着装置。
【請求項７】
磁束を発生する磁束発生手段と、
前記磁束発生手段の発生する磁束により誘導加熱される加熱ローラと、
前記加熱ローラ上の前記磁束発生手段側に設けられた非磁性の導電性部材からなる付加発熱層と、
前記加熱ローラの外周に内接し懸架された定着ベルトと、
前記定着ベルトを挟持回転して記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着するためのニップ部を形成する加圧手段と、を備え、
前記付加発熱層は、前記加熱ローラの軸方向における厚みムラが、前記加熱ローラの周方向における厚みムラよりも小さくなるように設定されると共に、
前記定着ベルトの周長は、前記加熱ローラの外周長の非整数倍に設定される、
ことを特徴とする定着装置。
【請求項８】
前記加熱ローラは磁性部材からなることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項９】
前記加熱ローラは非磁性の導電性部材からなり、
前記加熱ローラ前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に強磁性部材からなるコアを配置したことを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１０】
前記加熱ローラは常温で磁性を有し、所定の温度以上で磁性を失う整磁合金部材からなることを特徴とする請求項７記載の定着装置。
【請求項１１】
前記加熱ローラの前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に導電性の磁気遮蔽体を設けたことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の定着装置。
【請求項１２】
記録媒体上に形成された未定着画像を定着する定着手段を備えた画像形成装置であって、記録媒体上に画像を形成する画像形成手段と、前記定着手段として、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の定着装置とを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機やファクシミリ、プリンタなどの電子写真方式画像形成装置に使用される定着装置に関し、より具体的には加熱部材としてベルト状部材を使用した電磁誘導加熱方式の定着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置は、記録材の表面に形成したトナー未定着画像を記録材面に加熱定着する定着装置を備えている。この定着装置として今日採用されているものの一つにベルト方式の定着装置がある。
【０００３】
このベルト方式の定着装置は、加熱ローラと定着ローラに無端状ベルトを張架し、定着ローラに対して定着ベルトを介して加圧ローラを圧接させたさせたものである（例えば、特許文献１参照）。この例では加熱ローラの内部にハロゲンランプ等のヒータを設けて加熱ローラを内部から加熱し、該定着ベルトは加熱ローラにより加熱され、該定着ベルトと加圧ローラとの間の圧接ニップ部にトナーの載った記録材を狭持搬送して未定着画像を定着ローラ側から加熱して記録材面に加熱定着させる。
【０００４】
ところで、定着装置としては、画像形成時にユーザーを待たせないクイックスタートの観点や省エネルギーの観点から、加熱部材を瞬時に所定の温度に加熱することができ待ち時間を０とすることが求められている。しかし、上述のハロゲンランプ等のヒータを使用して加熱ローラを加熱する方式では、加熱ローラが間接的に加熱される点や、ハロゲンランプ等のヒータ自体に熱容量がありヒータ自身を温めるのにも時間がかかってしまう点から待ち時間を短くすることは非常に難しい。
【０００５】
そこで、近年、上記定着装置の加熱手段としてハロゲンランプ等のヒータの代わりに誘導加熱方式を利用した加熱手段が検討されている。この方式は、導電性の加熱ローラに磁界発生手段から発生した磁界を作用させ、電磁誘導による渦電流を発生させ直接加熱ローラを加熱させるものである。このように、誘導加熱方式の加熱手段は、加熱部材を直接加熱するので、加熱部材を瞬時に所定の温度にすることができるため、昇温時間が速く、待ち時間の非常に短い定着装置を提供する非常に有効な加熱手段である。
【０００６】
ところで、上記ハロゲンランプ等のヒータを用いたベルト方式の定着装置においては、加熱ローラは間接的に加熱され瞬時には温度が上がらないため、加熱ローラの回転方向である周方向の温度ムラはほとんど発生しない。そのため、加熱ローラの外周長と定着ベルトの周長の関係を特に気にする必要がなく、任意の関係でよかった。
【０００７】
また、誘導加熱方式の加熱手段を用いたベルト方式の定着装置においては、加熱ローラは直接加熱され、瞬時に温度が上がるが、加熱ローラに反り等の変形がないため、加熱ローラは偏心することなく回転し、磁界発生手段と加熱ローラの距離が常に一定であるため、加熱ローラの回転方向である周方向の温度ムラはほとんど発生しない。そのため、加熱ローラの外周長と定着ベルトの周長の関係を特に気にする必要がなく、任意の関係でよかった。
【０００８】
最近では、上記誘導加熱方式の加熱手段においては、加熱ローラの熱容量を小さくする目的で加熱ローラの肉厚を薄くした構成ものや、発熱効率を良くする目的で加熱ローラにさらに非磁性の導電性部材からなる数μmから数十μmの発熱層を付加した構成のものが提案され、さらなる昇温時間の短縮化すなわち待ち時間の短縮化が行なわれている。
【特許文献１】特開平８−３３４９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記薄肉の加熱ローラは製造上反りが生じやすく、また反りがない加熱ローラにおいても、加熱ローラは定着ベルトから強い力で引っ張られるため、加熱ローラの中央部等が変形し反りが生じてしまう。このような加熱ローラに反りがある状態で加熱ローラが回転すると偏心して回転してしまう。加熱ローラが偏心して回転している場合は、加熱ローラと磁束発生手段との間隔が加熱ローラの一回転の間で変動するので、その変動に対応した加熱ローラの周方向の温度ムラが発生し、定着ベルトへその温度ムラが伝導し、定着ベルトにも温度ムラが生じる。
【００１０】
このような状況下で加熱ローラの外周長と定着ベルトの周長が整数倍で構成された場合、加熱ローラの温度ムラが定着ベルトに蓄積され増大する形となり、定着ベルトの温度ムラは非常に大きくなり、オフセット等の画像劣化が発生してしまうという課題を有していた。
【００１１】
また、前記非磁性の導電性部材からなる発熱層を付加した構成では、発熱効率は良くなる反面、該発熱層の厚みの差により加熱ローラの発熱量は大きく違う。一般に加熱ローラに付加する発熱層の厚さを加熱ローラの軸方向および周方向ともに均一に形成させることは困難であり、仮に軸方向厚さを均一に形成した場合は、周方向に厚みムラを生じる。この場合、加熱ローラに付加された発熱層の周方向の厚みムラに対応して、加熱ローラの周方向の発熱量の差が生じることで温度ムラが発生し、定着ベルトにその温度ムラが伝導する。
【００１２】
このような状況下で加熱ローラの外周長と定着ベルトの周長が整数倍で構成された場合、加熱ローラの温度ムラが定着ベルトに蓄積され増大する形となり、定着ベルトの温度ムラは非常に大きくなり、オフセット等の画像劣化が発生してしまうという課題を有していた。
【００１３】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、加熱ローラに反りがあり偏心して回転している場合や発熱層の厚みにムラが生じている場合においても、定着ベルトの温度均一性を確保することができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記従来の課題を解決するために、本発明の定着装置は、磁束を発生する磁束発生手段と、前記磁束発生手段の発生する磁束により誘導加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラの外周に内接し懸架された定着ベルトと、前記定着ベルトを挟持回転して記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着するためのニップ部を形成する加圧手段と、を備え、前記定着ベルトの周長は前記加熱ローラの外周長の非整数倍に設定される構成を採る。
【００１５】
本構成によって、定着ベルトの温度均一性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の定着装置によれば、加熱ローラが偏心して回転している場合や発熱層の厚みにムラが生じている場合においても、定着ベルトの温度均一性を確保することができ、良好な定着画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載するのに適した画像形成装置の構成を示す概略断面図である。図１に示すように、この画像形成装置１００は、カラー画像の発色に寄与する４色のトナー像を４つの像担持体上に個別に形成し、これら４色のトナー像を中間転写体上に順次重ね合わせて一次転写した後、この一次転写像を記録媒体に一括転写（二次転写）する１パス方式の画像形成装置である。
【００１９】
なお、本実施の形態１に係る定着装置は、前記１パス方式の画像形成装置のみに限定されず、あらゆる方式の画像形成装置に搭載可能であることはいうまでもない。
【００２０】
また、図１において、画像形成装置１００の各構成要素に付した符号の末尾の記号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、Ｙはイエロー画像、Ｍはマゼンタ画像、Ｃはシアン画像、Ｋはブラック画像のそれぞれの画像形成に関与する構成要素を示しており、同一符号の構成要素はそれぞれ共通した構成を有している。
【００２１】
画像形成装置１００は、前記４つの像担持体としての感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋの周囲に、帯電器１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋ、露光装置１３０、現像器１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋ、転写器１５０Ｙ，１５０Ｍ，１５０Ｃ，１５０Ｋ、クリーニング装置１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃ，１６０Ｋ及び中間転写ベルト（中間転写体）１７０をそれぞれ配置した画像形成ステーションＳＹ，ＳＭ，ＳＣ，ＳＫを有している。
【００２２】
図１において、各感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋは、それぞれ矢印方向に回転され、それぞれの表面が帯電器１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃ，１２０Ｋにより一様に所定の電位に帯電される。
【００２３】
帯電された各感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋは、露光装置１３０により特定色の画像データに対応したレーザビームの走査線１３０Ｙ，１３０Ｍ，１３０Ｃ，１３０Ｋが照射される。これにより、各感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋの表面に前記特定色毎の静電潜像が形成される。
【００２４】
感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ上に形成された前記特定色毎の静電潜像は、現像器１４０Ｙ，１４０Ｍ，１４０Ｃ，１４０Ｋにより顕像化される。これにより、各感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ上に、カラー画像の発色に寄与する４色の未定着画像が形成される。
【００２５】
感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ上に顕像化された４色のトナー像は、転写器１５０Ｙ，１５０Ｍ，１５０Ｃ，１５０Ｋにより、前記中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１７０に一次転写される。これにより、感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋ上に形成された４色のトナー像が順次重ね合わされて中間転写ベルト１７０上にフルカラー画像が形成される。
【００２６】
各感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋは、中間転写ベルト１７０にトナー像を転写した後、クリーニング装置１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃ，１６０Ｋにより、それぞれの表面に残っている残留トナーが除去される。
【００２７】
ここで、露光装置１３０は、感光体ドラム１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋに対して所定の傾きをもって配置されている。また、中間転写ベルト１７０は、駆動ローラ１７１と従動ローラ１７２とに懸架されており、駆動ローラ１７１の回転により、図１において矢印Ａ方向へ回動される。
【００２８】
一方、画像形成装置１００の下部には、記録媒体としての印字用紙などの記録紙Ｐが収納された給紙カセット１８０が設けられている。記録紙Ｐは、給紙ローラ１８１により給紙カセット１８０から１枚ずつ所定のシート経路に送り出される。
【００２９】
前記シート経路に送り出された記録紙Ｐは、従動ローラ１７２に懸架された中間転写ベルト１７０の外周面と中間転写ベルト１７０の外周面に接触する二次転写ローラ１９０とで形成される転写ニップ部を通過する際に、中間転写ベルト１７０上に形成されたフルカラー画像（未定着画像）が二次転写ローラ１９０により一括転写される。
【００３０】
記録紙Ｐに一括転写された未定着のフルカラー画像は、図２に詳述する定着装置２００の定着ローラ２１０及び加熱ローラ２２０に懸架された定着ベルト２３０の外周面と定着ベルト２３０の外周面に接触する加圧ローラ２４０とで形成される定着ニップ部Ｎを通過することにより、記録紙Ｐに加熱定着される。
【００３１】
なお、画像形成装置１００には、その筐体の一部を成す開閉自在のドア１０１が設けられており、このドア１０１の開閉により、定着装置２００の交換やメンテナンス及び前記用紙搬送路に詰まった記録紙Ｐのジャム処理などを行なうことができる。
【００３２】
次に、図２を参照して画像形成装置１００に搭載されている本実施の形態１に係る定着装置２００について説明する。図２は本実施の形態１に係る定着装置２００の要部の構成を示す概略断面図である。
【００３３】
図２において、発熱体としての加熱ローラ２２０は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル又はこれら金属の合金等の中空円筒状の磁性金属部材からなる回転体で構成され、図示しない支持側板に固定されたベアリングにより、その両端が回転可能に支持されている。また、加熱ローラ２２０は、外径が２０ｍｍ、肉厚が０．２ｍｍの低熱容量で昇温の速い構成となっており、後述する励磁コイルユニット２５０に交流電流を流すことにより発生する磁束が、加熱ローラ２２０を貫き、電磁誘導により渦電流Iが生じ、負荷抵抗Rに比例した熱RI2で加熱される。
【００３４】
定着ローラ２１０は、例えばステンレススチール等の金属製の芯金を、ソリッド状又は発泡状の耐熱性を有するシリコーンゴムからなる弾性部材で被覆して構成されており、図示しない支持側板に固定されたベアリングにより、その両端が回転可能に支持されている。その外径が３０ｍｍ程度あり加熱ローラ２２０の外径よりも大きく形成されている。前記弾性部材は、その肉厚を３〜８ｍｍ程度、硬度を１５〜５０°（Ａｓｋｅｒ硬度：ＪＩＳ  Ａ  の硬度では６〜２５°）程度としている。
【００３５】
また、定着ローラ２１０には、加圧ローラ２４０が圧接している。この定着ローラ２１０と加圧ローラ２４０との圧接により、その圧接部に所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。
【００３６】
定着ベルト２３０は、加熱ローラ２２０と定着ローラ２１０とに懸架された耐熱性ベルトで構成されている。この定着ベルト２３０は、加熱ローラ２２０との接触部位で加熱ローラ２２０の熱が伝導され、A方向への回転によってベルト全周に亘って加熱される。
【００３７】
このように構成した定着装置２００は、加熱ローラ２２０の熱容量が定着ローラ２１０の熱容量よりも小さくなるので、加熱ローラ２２０が急速に加熱されるようになり、その加熱定着開始時におけるウォームアップ時間が短縮される。
【００３８】
また、定着ベルト２３０は、例えば、フッ素系樹脂、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樹脂などの耐熱性を有する樹脂を基材とした層と、この層の表面を被覆するようにして設けられたシリコーンゴム又はフッ素ゴム等の弾性部材からなる弾性層と、ＰＴＦＥ、ＰＦＹ、ＦＥＰ、シリコーンゴム又はフッ素ゴム等の離型性の良好な樹脂あるいはゴムを単独もしくは混合して形成された離型層とを備えた多層構造の耐熱性ベルトで構成されており、外径が４５ｍｍ、総厚みが１００〜４００μmとしている。
【００３９】
なお、定着ベルト２３０の基材としては、耐熱性を有する樹脂の代わりに、鉄、コバルト、ニッケル等の金属を用いてもよい。
【００４０】
加圧ローラ２４０は、例えば、銅又はアルミ等の熱伝導性の高い金属製の円筒部材からなる芯金の表面に、耐熱性及びトナー離型性の高い弾性部材を設けて構成されており、図示しない支持側板に固定されたベアリングにより、その両端が回転可能に支持され、図示しない駆動手段によって回転駆動される。前記芯金としては、上記金属以外にＳＵＳを使用してもよい。
【００４１】
この加圧ローラ２４０は、前述したように、定着ベルト２３０を介して定着ローラ２１０に圧接することにより、記録紙Ｐを挟持搬送する定着ニップ部Ｎを形成している。ここで、本実施の形態１に係る定着装置２００においては、加圧ローラ２４０の硬度を定着ローラ２１０の硬度よりも硬くし、加圧ローラ２４０の周面が定着ベルト２３０を介して定着ローラ２１０の周面に食い込むようにして定着ニップ部Ｎを形成している。
【００４２】
このため、この加圧ローラ２４０は、その外径は定着ローラ２１０と同じ３０ｍｍ程度であるが、その肉圧が２〜５ｍｍ程度と定着ローラ２１０よりも薄く、その硬度も２０〜６０°（Ａｓｋｅｒ硬度：ＪＩＳ  Ａ  の硬度では６〜２５°）程度と定着ローラ２１０よりも硬く構成されている。
【００４３】
このような構成の定着装置２００においては、記録紙Ｐが加圧ローラ２４０の周面の表面形状に沿うように定着ニップ部Ｎにより挟持搬送されるので、記録紙Ｐの加熱定着面が定着ベルト２３０の表面から離れやすくなるという効果がある。
【００４４】
なお、定着ニップ部Ｎの入口側近傍の定着ベルト２３０の内周面には、サーミスタなどの熱応答性の高い感温素子からなる温度検出器２６０が当接配置されている。この定着装置２００においては、温度検出器２７０が検知した定着ベルト２３０の内周面の温度に基づいて、定着ベルト２３０の表面温度、つまり前記未定着画像の加熱定着温度が所定の温度に維持されるように、励磁コイルユニット２５０による加熱ローラ２２０及び定着ベルト２３０の加熱温度を制御している。
【００４５】
次に、励磁コイルユニット２５０の構成について説明する。励磁コイルユニット２５０は、図２に示すように、定着ベルト２３０を介して加熱ローラ２２０に外周面に対向するように配置されている。励磁コイル２５０には、加熱ローラ２２０を覆うように湾曲形成された難燃性の樹脂からなるコイルガイド部材としての支持フレーム２５１が設けられている。
【００４６】
励磁コイル２５２は、表面が絶縁された長い一本の励磁コイル線材を支持フレーム２５１に沿って加熱ローラ２２０の軸方向に交互に巻き付けて構成されている。この励磁コイル２５３の巻回部分の長さは、定着ベルト２３０と加熱ローラ２２０とが接する領域と略同じ長さになるように設定されている。
【００４７】
励磁コイル２５２は、図示しないインバータ回路に接続され、１０ｋＨｚ〜１ＭＨｚ（好ましくは２０ｋＨｚ〜８００ｋＨｚ）の高周波交流電流が給電されることにより交番磁界を発生する。この交番磁界は、加熱ローラ２２０と定着ベルト２３０との接触領域及びその近傍部において加熱ローラ２２０及び定着ベルト２３０の発熱層に作用する。そして、この交番磁界の作用により、これらの発熱層の内部に前記交番磁界の変化を妨げる方向の渦電流が流れる。
【００４８】
この渦電流は、加熱ローラ２２０及び定着ベルト２３０の発熱層の抵抗に応じたジュール熱を発生させ、主として加熱ローラ２２０と定着ベルト２３０との接触領域及びその近傍部において加熱ローラ２２０及び定着ベルト２３０を電磁誘導加熱する。
【００４９】
一方、支持フレーム２５１には、励磁コイル２５２を囲むようにして、アーチコア２５３が設けられている。このアーチコア２５３は、例えばフェライトやパーマロイなどの透磁率および比抵抗が高い磁性材料によって形成され、励磁コイル２５２によって発生する磁束のうち、発熱ローラ２２０とは反対側に発生する磁束の経路となり、励磁コイル２５２と加熱ローラ２２０との電磁結合を良好にする。従って、この定着装置２００においては、アーチコア２５３の作用により、同じコイル電流でも多くの電力を加熱ローラ２２０へ投入することが可能となり、そのウォームアップ時間を短縮することができる。
【００５０】
また、支持フレーム２５１には、励磁コイルユニット２５０の内部の励磁コイル２５２及びアーチコア２５３を覆うように屋根型に形成された樹脂製のハウジング２５４が取り付けられている。このハウジング２５４には、複数の放熱孔が形成されており、支持フレーム２５１、励磁コイル２５２及びアーチコア２５３から発生した熱が外部に放出されるようになっている。なお、ハウジング２５４は、例えばアルミなどの樹脂以外の素材で形成されたものであってもよい。
【００５１】
次に、本実施の形態１に係る加熱ローラ２２０と励磁コイルユニット２５０の励磁コイル２５２との距離の変化が加熱ローラ２２０の発熱に与える影響について説明する。図３は励磁コイル２５２に３０ｋＨｚの周波数の交流電流を印加した時の励磁コイル２５２の負荷抵抗値Rをプロットした図であり、加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の距離が正規距離に対して変化した時のR値をプロットしたものである。ここで加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２との正規距離は５ｍｍである。
【００５２】
図3に示すように、加熱ローラ２２０が励磁コイル２５２に近づくと負荷抵抗値Ｒは増加し、逆に遠ざかると負荷抵抗値Ｒは減少する。これは、加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の磁気結合が距離に依存し、距離が近いと磁気結合は強まり、逆に遠いと磁気結合は弱まるからである。
【００５３】
前述したように、加熱ローラ２２０には電磁誘導により渦電流Iが生じ、負荷抵抗Rに比例した熱RI2が発生する。このように加熱ローラ２２０の発熱量は負荷抵抗Ｒに比例するので、加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の位置関係が正規位置から変化すると発熱量が変化する。つまり、加熱ローラ２２０が励磁コイル２５２に近づくと発熱量は増加し、逆に遠ざかると発熱量は減少するため、加熱ローラ２２０が何らかの原因で偏心した状態で回転した場合は、その一回転において加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の位置関係が変化するので、一回転における発熱量も変化し、加熱ローラ２２０の周方向に温度ムラが生じる。
【００５４】
この加熱ローラ２２０上の温度ムラは、定着ベルト２３０へ伝導するが、本実施の形態１の構成では、定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周の整数倍でないので、定着ベルト２３０上の温度は加熱ローラ２２０から伝導された熱が平均化されるため、温度ムラを低く抑えることができる。
【００５５】
ここで、定着ベルト２３０の周長と加熱ローラ２２０の外周長の関係が定着ベルト２３０上の温度に及ぼす影響について説明する。図４および図５は加熱ローラ２２０の最大反り量が０．2ｍｍあり、偏心して回転している場合の、定着ベルト２３０のニップ部Ｎの直前Ｂ点の表面温度を時間毎にプロットした図であり、定着ベルト２３０のニップ部Ｎを常温から１７０℃に加熱した時の様子である。加熱ローラ２２０に反りが０．２ｍｍあるということは、加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の間の距離が正規距離である５ｍｍに対して±０．２ｍｍ変動することを意味する。
【００５６】
また、図４は本実施の形態１の構成（定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周長の非整数倍）の場合のグラフで、図５は定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周長の整数倍である場合のグラフである。
【００５７】
図４に示すように、本発明者らが行なった実験によれば、本実施の形態１の構成（定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周長の非整数倍）であれば、加熱ローラ２２０の最大反り量が０．２ｍｍの場合においても、定着ベルト２３０のニップ部Ｎの直前Ｂ点の表面温度を±２℃以下の温度ムラに抑えることができた。一般に良好な定着画像を得るためには定着ベルト２３０のニップ部での温度ムラは±５℃以内が好ましく、定着ベルト２３０の周長と加熱ローラ２２０の外周長を非整数倍にすることで良好な定着画像を得ることができた。
【００５８】
しかしながら、図５に示すように、定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周長の整数倍の構成である場合は、加熱ローラ２２０の周方向の温度ムラが定着ベルト２３０に蓄積され増大する形となるため、加熱ローラ２２０の最大反り量が０．２ｍｍである場合、定着ベルト２３０のニップ部Ｎの直前Ｂ点の表面温度には±６℃の温度ムラが生じ、画像劣化が発生した。
【００５９】
以下の（表１）に加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の距離が加熱ローラ２２０の反り等により正規距離５ｍｍに対して変動した場合の定着ベルト２３０の温度ムラを示す。（表１）に示すように加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の距離が正規距離に対して４％以上変動する場合においては、定着ベルト２３０の周長と加熱ローラ２２０の外周長を非整数倍することで定着ベルト２３０の温度ムラを画像劣化がないレベルまで小さく抑えることが可能である。
【００６０】
【表１】
2006292815.tif 000003
【００６１】
このように、定着ベルト２３０の周長と加熱ローラ２２０の外周長を非整数倍にすることで、加熱ローラ２２０に反りがあり、偏心しながら回転した場合においても、定着ベルト２３０の温度均一性を確保でき、良好な定着画像を得ることができる。なお、上述した実施の形態１では加熱ローラ２２０の反りによる正規距離に対する変動に関して説明しているが、加熱ローラ２２０と励磁コイル２５２の正規距離に対し変動を及ぼす他の加熱ローラ２２０の変形要因についても同様の結果であることは言うまでもない。また、上述した実施の形態１において、励磁コイルユニット２５０は加熱ローラ２２０の外側に配置した構成としているが、励磁コイルユニット２５０を加熱ローラ２２０の内部に配置した構成においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００６２】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る定着装置について説明する。図６は、本発明の実施の形態２に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。なお、本実施の形態２に係る定着装置５００は、加熱ローラ２２０の表面に非磁性の導電性材料からなる発熱層を形成した点のみが、実施の形態１に係る定着装置２００の構成と異なっており、その他の構成は共通しているので共通部分の構成については説明を省略する。
【００６３】
図６に示すように、本例の定着装置５００は、発熱ローラ２２０の励磁コイルユニット２５０側表面に非磁性の導電性材料からなる発熱層２７０を形成している。発熱層２７０は例えば、銅などの非磁性導電材料からなっており、メッキ等により数μｍから数十μｍの厚みで形成されている。
【００６４】
このように加熱ローラ２２０の励磁コイルユニット２５０側表面に非磁性の導電性材料からなる発熱層２７０を形成することにより、加熱ローラ２２０と励磁コイルユニット２５０の磁気結合が増加し、負荷抵抗が大きくなり、発熱効率が増加する。
【００６５】
次に、本実施の形態２に係る発熱層２７０の厚みが発熱に与える影響について説明する。図７は本実施の形態２に係る励磁コイル２５２に３０ｋＨｚの周波数の交流電流を印加した時の励磁コイル２５２の負荷抵抗値Rを発熱層（銅）２７０の厚みに対してプロットした図であり、励磁コイルユニット２５０と発熱ローラ２２０は正規位置である。また、図８はローラ状金属に電気メッキした際の軸方向のメッキ厚ムラの様子を示した図であり、図９はローラ状金属に電気メッキした際の周方向のメッキ厚ムラ様子を示した図である。
【００６６】
図７に示すように、負荷抵抗値Ｒは発熱層（銅）２７０の厚みにより大きく変化し、発熱層（銅）２７０の厚みが５μｍの時最大となり、それ以上厚くなると徐々に減少する。
【００６７】
前述したように、加熱ローラ２２０には電磁誘導により渦電流Iが生じ、負荷抵抗Rに比例した熱RI2が発生する。このように加熱ローラ２２０の発熱量は負荷抵抗Ｒに比例するので、発熱層（銅）２７０の厚みが変化すると加熱ローラ２２０の発熱量が変化する。つまり、例えば発熱層（銅）２７０が５μｍから１５μｍの範囲では、発熱層（銅）２７０の厚みが薄いと発熱量は増加し、逆に厚いと発熱量は減少するため、発熱層（銅）２７０を加熱ローラ２２０に形成させる際に厚みムラが生じると加熱ローラ２２０に温度ムラが生じてしまう。
【００６８】
ここで、発熱層（銅）２７０を電気メッキにより加熱ローラ２２０上に形成させる方法ついて説明する。一般的に電気メッキは、メッキ液で満たされたメッキ浴槽内に陽極と陰極（メッキされる金属）をある距離を隔てて配置し、陽極から陰極へ電流を流すことによりメッキ液中の金属陽イオンが陰極（メッキされる金属）表面にメッキされることで行なわれる。
【００６９】
ただし、陽極から陰極（メッキされる金属）への電流分布は一様ではなく、電流分布の疎、密が生じてしまうことでメッキ厚みに差が生じてしまう。例えば陰極（メッキされる金属）がローラ状である場合には、軸方向には図８に示すメッキ厚みムラが発生し、周方向には図９に示すようなメッキ厚みムラが発生する。また、図８に示す軸方向の厚みムラおよび図９に示す周方向の厚みムラは陰極であるローラ全域にわたって同一傾向である。
【００７０】
本実施の形態２ではメッキ液に青化銅を用い、加熱ローラ２２０を陰極とすることで、加熱ローラ２２０上に発熱層（銅）２７０を形成させることができるが、特殊な設備を使用せずに低コストで加熱ローラ２２０を電気メッキした場合は、上述したように加熱ローラ２２０の軸方向、周方向に平均厚みの±２０％程度のメッキ厚みムラが発生してしまう。
【００７１】
ここで、加熱ローラ２２０上の発熱層（銅）２７０に軸方向のメッキ厚みムラがある場合、前述したように発熱層（銅）の厚み差により、発熱量に差が生じ、軸方向に温度ムラが発生する。この軸方向の温度ムラは、加熱ローラ２２０上の全域にわたって傾向が同じであるため、加熱ローラ２２０から定着ベルト２３０へ常に蓄積され増大する形で伝導するため、定着ベルト２３０上の温度ムラは非常に大きくなってしまう。
【００７２】
そこで、発熱層（銅）２７０の周方向の厚みが平均厚み１０μmに対し±1μmのムラがある状態において、軸方向の厚みムラと定着ベルト２３０の温度ムラの関係を調べた結果、（表２）に示すように、発熱層（銅）２７０の軸方向の厚みが平均１０μｍに対し±１μｍのムラがあった場合（周方向の厚みムラは無視できるレベル）、定着ベルト２３０のニップ部Ｎの直前Ｂ点の表面温度は±４℃の温度ムラが発生し、±1.5μm以上のムラがあった場合は±6℃以上の温度ムラが発生した。一般に良好な定着画像を得るためには定着ベルト２３０のニップ部での温度ムラは±５℃以内が好ましい。このため、軸方向の平均厚みを１０μｍとした場合、厚みムラを±１μｍ以内、つまり厚みムラは平均厚みの±１０％以内にする必要がある。なお、発熱層（銅）の平均厚みを１０μmにしているのは、１０μm付近においてが加熱ローラの昇温が一番速かったからである。
【００７３】
【表２】
2006292815.tif 000004
【００７４】
上述したように発熱層（銅）２７０の厚みムラを軸方向、周方向とも平均厚みの±１０％以下にすることは非常に難しい。すなわち、上記した従来技術は、「発熱層の厚みムラを加熱ローラの軸方向および幅方向に関し、同時に可及的に小さくすることにより、加熱ローラ全体としての温度ムラを低減する」という考え方に基づくが、発熱層の厚みムラを軸方向および幅方向に同時に小さくすることは技術的に困難である。本発明者らは、上記従来技術に比べ、発熱層の厚みムラを軸方向または幅方向のいずれか一方において小さくすることは実現可能であることを見出した。そこで、本発明者らは、上記従来技術の考え方を採ることなく、、「発熱層の厚みムラを周方向に較べて軸方向に小さくすることにより、まず、加熱ローラの軸方向の温度ムラを防止し、その上で、発熱層の厚みムラが軸方向よりも大きくなっている周方向に関し、定着ヘ゛ルトの周長を加熱ローラの外周長の非整数倍に設定することにより、加熱ローラの周方向の温度ムラを防止し、以って、加熱ローラ全体としての温度ムラを低減する」という新規な技術思想を得るに到ったのである。
以下、具体的に説明する。本発明によれば、発熱層（銅）２７０をメッキにて形成させる際、軸方向の厚みを均一にすることに重点を置くので、加熱ローラ２２０上の発熱層（銅）２７０に周方向に厚みムラが生じやすくなる。この場合、加熱ローラ２２０の一回転における発熱量が変化し、加熱ローラ２２０の周方向に温度ムラが生じてしまう。しかし、この加熱ローラ２２０上の温度ムラは、定着ベルト２３０へ伝導するが、本実施の形態２の構成では、定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周の整数倍でなく、非整数倍に設定されているので、定着ベルト２３０上の温度は加熱ローラ２２０から伝導された熱が平均化されるため、周方向の温度ムラも低く抑えることができる。上記の結果、加熱ローラ２２０全体としての温度ムラを防止できる。なお、発熱層（銅）２７０をメッキする際に、加熱ローラ２２０上の発熱層（銅）２７０の周方向の厚みムラは多少犠牲にし、軸方向の厚みを均一にすることに重点を置いているので、加熱ローラ２２０上に低コストかつ簡易に発熱層（銅）２７０を形成させることができるという効果が得られる。
【００７５】
ここで、図１０は本発明の実施の形態２の構成（定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周長の非整数倍）において、加熱ローラ上の発熱層（銅）が周方向に±２μmの厚みムラがある場合の、定着ベルトのニップ部直前の表面温度を時間毎にプロットしたグラフである。また、図１１は定着ベルトの外周長が加熱ローラ周長の整数倍である構成における加熱ローラ上の発熱層（銅）が周方向に±２μmの厚みムラがある場合の、定着ベルトのニップ部直前の表面温度を時間毎にプロットしたグラフである。
【００７６】
図１０に示すように、本発明者らが行なった実験によれば、本実施の形態２の構成（定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周長の非整数倍）であれば、発熱層（銅）２７０の軸方向の厚みが平均１０±1μmの状態において、発熱層（銅）２７０の周方向厚みが平均厚み１０μmに対し±２μm（平均厚みの±２０％）の厚みムラがある場合においても、定着ベルト２３０のニップ部Ｎの直前Ｂ点の表面温度を±４℃以下の温度ムラに抑えることができた。
【００７７】
しかしながら、図１１に示すように、定着ベルト２３０の周長が加熱ローラ２２０の外周長の整数倍の構成である場合は、加熱ローラ２２０の周方向の温度ムラが定着ベルト２３０に蓄積され増大する形となるため、発熱層（銅）２７０の周方向厚みが平均厚み１０μmに対し±２μmの厚みムラがある場合、定着ベルト２３０のニップ部Ｎの直前Ｂ点の表面温度には±１０℃の温度ムラが生じ、画像劣化が発生した。
【００７８】
以下の（表３）に発熱層（銅）２７０の軸方向の厚みが平均１０±1μmの状態において、発熱層（銅）２７０の周方向厚みが平均厚み１０μmに対して変動した場合の定着ベルト２３０の温度ムラを示す。表３に示すように発熱層（銅）２７０の周方向厚みが平均厚み１０μmに対して±２０％以上変動する場合においても、定着ベルト２３０の周長と加熱ローラ２２０の外周長を非整数倍することで定着ベルト２３０の温度ムラを画像劣化がないレベルまで小さく抑えることが可能である。
【００７９】
【表３】
2006292815.tif 000005
【００８０】
このように、定着ベルト２３０の周長と加熱ローラ２２０の外周長を非整数倍にすることで、加熱ローラ２２０上の発熱層（銅）２７０の周方向に平均厚みの±１０％より大きな厚みムラが生じた場合においても、定着ベルト２３０の温度均一性を確保でき、良好な定着画像を得ることができる。また、加熱ローラ２２０上に発熱層（銅）２７０を形成させる際、軸方向の厚みムラのみを小さくすること重点を置けばよいので、特殊な設備を使用せずに低コストで平均厚みの±１０％以下のような小さな厚みムラの発熱層（銅）２７０を軸方向に形成できる。なお、上述した実施の形態２において、励磁コイルユニット２５０は加熱ローラ２２０の外側に配置した構成としているが、励磁コイルユニット２５０を加熱ローラ２２０の内部に配置した構成においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００８１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３に係る定着装置について説明する。図１２は、本発明の実施の形態３に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。なお、本実施の形態３に係る定着装置６００は、加熱ローラ２２０の部材および加熱ローラ２２０の内部に強磁性材料からなるコア２８０を配置した点のみが、実施の形態２に係る定着装置５００の構成と異なっており、その他の構成は共通しているので共通部分の構成については説明を省略する。
【００８２】
図１２に示すように、本例の定着装置６００は加熱ローラ２２０の部材が非磁性金属部材で構成され、内部にフェライトまたはパーマロイなどの強磁性材料からなるコア２８０を配置した構成を有している。
【００８３】
本例の定着装置６００においては、加熱ローラ２２０が例えばステンレスのような磁束を透過する非磁性金属部材で構成されており、加熱ローラ２２０の内部に配置されたコア２８０により透過する磁束を強めることができる。
【００８４】
また、加熱ローラ２２０は必要な機械的強度を確保できる程度に薄肉にすることができ、例えば厚みを０．０５から０．２ｍｍとすると、加熱ローラ２２０の熱容量は非常に小さくなり、定着ベルト２３０の昇温時間が短縮される。なお、上述した実施の形態３において、励磁コイルユニット２５０は加熱ローラ２２０の外側に配置した構成としているが、励磁コイルユニット２５０を加熱ローラ２２０の内部に配置した構成においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。この場合、コア２８０は加熱ローラ２２０の外側に配置される構成となる。
【００８５】
（実施の形態４）
次に、本発明の実施の形態４に係る定着装置について説明する。図１３は、本発明の実施の形態４に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。なお、本実施の形態４に係る定着装置７００は、加熱ローラ２２０内部のコア２８０の構成のみが、実施の形態３に係る定着装置６００の構成と異なっており、その他の構成は共通しているので共通部分の構成については説明を省略する。
【００８６】
図１３に示すように、本例の定着装置７００は加熱ローラ２２０の内部にフェライトまたはパーマロイなどの強磁性材料からなるコア２８０が配置され、かつ加熱ローラ２２０の非通紙領域に対向するコア２８０の周面に厚み１ｍｍ程度の銅やアルミ等の導電性の磁気遮蔽体２９０、３００を設けた構成を有している。なお磁気遮蔽体２９０、３００はコア２８０を回転させることにより変位するようになっている。
【００８７】
本例の定着装置７００においては、磁気遮蔽体２９０、３００は十分な表皮深さを有しているので、その内部に渦電流が生じて反発磁界が発生し、加熱ローラ２２０の非通紙領域の温度上昇をより軽減することができる。すなわち、本例の定着装置７００は図１３に示すように磁気遮蔽体２９０を励磁コイル２５２の巻き中心に対向させることで、非通紙域の磁束が弱まり、加熱ローラ２２０の非通紙域の過昇温を抑制することができる。また、磁気遮蔽体２９０、３００は軸方向の長さが異なっており、定着装置７００に通紙される記録紙Pの幅に応じて各々が選択される。なお、上述した実施の形態４において、励磁コイルユニット２５０は加熱ローラ２２０の外側に配置した構成としているが、励磁コイルユニット２５０を加熱ローラ２２０の内部に配置した構成においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。この場合、コア２８０および磁気遮蔽体２９０、３００は加熱ローラ２２０の外側に配置される構成となる。
【００８８】
（実施の形態５）
次に、本発明の実施の形態５に係る定着装置について説明する。図１４は、本発明の実施の形態５に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図である。なお、本実施の形態５に係る定着装置８００は、加熱ローラ２２０の構成のみが、実施の形態２に係る定着装置５００の構成と異なっており、その他の構成は共通しているので共通部分の構成については説明を省略する。
【００８９】
図１４に示すように、本例の定着装置８００は加熱ローラ２２０が、常温で磁性を有し、所定の温度以上で磁性を失う製磁合金で構成されており、加熱ローラ２２０の内部に円筒の磁気遮蔽体２９０を配置した構成を有している。なお、磁気遮蔽体２９０は配置しない構成であってもよい。
【００９０】
図１４において、幅が狭い記録紙Pを連続的に通紙すると、加熱ローラ２２０の非通紙域の熱が記録紙Pにより奪われないため、非通紙域の温度が上昇する。これにより、製磁合金からなる加熱ローラ２２０の非通紙域の温度が加熱ローラ２２０のキュリー温度より高くなると、その部分が磁性を失い、非通紙域の磁束が弱まる。図１４のように磁気遮蔽体２９０が配置されている場合は、磁気遮蔽体による反発磁界が発生し、非通紙域の磁束がさらに弱まる。これにより、非通紙域の温度上昇が軽減される。
【００９１】
加熱ローラ２２０を構成する製磁合金としては、例えば鉄とニッケルの合金または鉄とニッケルとクロムの合金などが用いられる。そして、これらの各金属の配合を調整することにより、製磁合金のキュリー温度を所定の温度に設定することができる。本例では、加熱ローラ２２０を構成する製磁合金のキュリー温度をトナーの定着温度に近い２００℃に設定してある。これにより加熱ローラ２２０は温度が２００℃以下では強磁性体としての特性を示すが、温度が２００℃を超えると非磁性体としての特性を示す。なお、キュリー温度は２００℃に限らず、より低い温度やより高い温度に設定してもよい。なお、上述した実施の形態５において、励磁コイルユニット２５０は加熱ローラ２２０の外側に配置した構成としているが、励磁コイルユニット２５０を加熱ローラ２２０の内部に配置した構成においても、同様の効果が得られることは言うまでもない。この場合、磁気遮蔽体２９０がある場合は、加熱ローラ２２０の外側に配置される構成となる。
【００９２】
本発明の第１の態様に係る定着装置は、磁束を発生する磁束発生手段と、前記磁束発生手段の発生する磁束により誘導加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラの外周に内接し懸架された定着ベルトと、前記定着ベルトを挟持回転して記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着するためのニップ部を形成する加圧手段と、を備え、前記定着ベルトの周長は前記加熱ローラの外周長の非整数倍である構成を採る。
【００９３】
この構成によれば、定着ベルトを目標温度まで即座に昇温させ、かつ定着ベルトの温度均一性を確保することできる。特に、加熱ローラが偏心して回転した場合においても定着ベルトの温度均一性を確保でき、良好な定着画像を得ることができる。
【００９４】
本発明の第２の態様に係る定着装置は、前記第１の態様において、前記加熱ローラが磁性部材からなる構成を採る。
【００９５】
この構成によれば、前記加熱ローラと前記磁束発生手段との磁気結合が強くなるので加熱ローラの発熱効率が良くなり、定着ベルトをより即座に昇温させることができる。また、加熱ローラの熱伝導率がよいので、加熱ローラの軸方向の熱移動により加熱ローラの温度均一化を図れるとともに、定着ベルトの温度均一化も図ることができる。
【００９６】
本発明の第３の態様に係る定着装置は、前記第１の態様において、前記加熱ローラが非磁性の導電性部材からなり、前記加熱ローラの前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に強磁性部材からなるコアを配置した構成を採る。
【００９７】
この構成によれば、加熱ローラ内部のコアにより非磁性導電部材からなる加熱ローラを貫く磁束を強めることができるので、発熱ローラをさらに薄肉化でき、加熱ローラを即座に昇温させることができる。
【００９８】
本発明の第４の態様に係る定着装置は、前記第１の態様において、前記加熱ローラが常温で磁性を有し、所定の温度以上で磁性を失う製磁合金部材からなる構成を採る。
【００９９】
この構成によれば、小サイズ紙を連続的に通紙すると、加熱ローラの非通紙域の温度が上昇し、その部分の温度がキュリー温度より高くなると磁性を失い磁束が弱まるため、加熱ローラの非通紙域の温度上昇を軽減することができる。
【０１００】
本発明の第５の態様に係る定着装置は、前記第３または第４の態様において、前記加熱ローラの前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に導電性の磁気遮蔽体を設けたこと構成を採る。
この構成によれば、磁気遮蔽体に渦電流が生じて反発磁界が発生し、加熱ローラの非通紙域の温度上昇をより軽減することができる。
【０１０１】
本発明の第６の態様に係る定着装置は、前記第１から第５の態様において、前記磁束発生手段と前記加熱ローラの距離が、前記加熱ローラの１回転中に正規の距離に対して所定の距離以上変動している構成を採る。
【０１０２】
この構成によれば、磁束発生手段と加熱ローラの距離変動が大きな場合において、顕著に定着ベルトの温度均一性を確保できる効果が得ることができる。また、加熱ローラの反り等の変形の許容範囲が広くなるので、より薄肉化でき加熱ローラを即座に賞オンさせることが可能となるとともに、加熱ローラの製造コストを大幅に安くすることができる。
【０１０３】
本発明の第７の態様に係る定着装置は、磁束を発生する磁束発生手段と、前記磁束発生手段の発生する磁束により誘導加熱される加熱ローラと、前記加熱ローラ上の前記磁束発生手段側に設けられた非磁性の導電性部材からなる付加発熱層と、前記加熱ローラの外周に内接し懸架された定着ベルトと、前記定着ベルトを挟持回転して記録媒体上に形成された未定着画像を加熱定着するためのニップ部を形成する加圧手段と、を備え、前記定着ベルトの周長は前記加熱ローラの外周長の非整数倍である構成を採る。
【０１０４】
この構成によれば、加熱ローラに発熱層を付加するため、加熱ローラの発熱効率が良くなり、定着ベルトをより即座に昇温させることができる。また、発熱層の厚みにムラが生じた場合においても、定着ベルトの温度均一性を確保でき、良好な定着画像を得ることができる。
【０１０５】
本発明の第８の態様に係る定着装置は、前記第７の態様において、前記加熱ローラが磁性部材からなる構成を採る。
【０１０６】
この構成によれば、前記加熱ローラと前記磁束発生手段との磁気結合が強くなるので加熱ローラの発熱効率が良くなり、定着ベルトをより即座に昇温させることができる。また、加熱ローラの熱伝導率がよいので、加熱ローラの軸方向の熱移動により加熱ローラの温度均一化を図れるとともに、定着ベルトの温度均一化も図ることができる。
【０１０７】
本発明の第９の態様に係る定着装置は、前記第７の態様において、前記加熱ローラが非磁性の導電性部材からなり、前記加熱ローラの前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に強磁性部材からなるコアを配置した構成を採る。
【０１０８】
この構成によれば、加熱ローラ内部のコアにより非磁性導電部材からなる加熱ローラを貫く磁束を強めることができるので、発熱ローラをさらに薄肉化でき、加熱ローラを即座に昇温させることができる。
【０１０９】
本発明の第１０の態様に係る定着装置は、前記第７の態様において、前記加熱ローラが常温で磁性を有し、所定の温度以上で磁性を失う製磁合金部材からなる構成を採る。
【０１１０】
この構成によれば、小サイズ紙を連続的に通紙すると、加熱ローラの非通紙域の温度が上昇し、その部分の温度がキュリー温度より高くなると磁性を失い磁束が弱まるため、加熱ローラの非通紙域の温度上昇を軽減することができる。
【０１１１】
本発明の第１１の態様に係る定着装置は、前記第９または第１０の態様において、前記加熱ローラの前記磁束発生手段と対向する面とは異なる面側に導電性の磁気遮蔽体を設けたこと構成を採る。
【０１１２】
この構成によれば、磁気遮蔽体に渦電流が生じて反発磁界が発生し、加熱ローラの非通紙域の温度上昇をより軽減することができる。
【０１１３】
本発明の第１２の態様に係る定着装置は、前記第７から第１１の態様において、前記付加発熱層の厚みムラは、前記加熱ローラの軸方向に対する厚みムラが所定の厚みムラよりも小さく、周方向の厚みムラの方が所定の厚みムラよりも大きい構成を採る。
【０１１４】
この構成によれば、加熱ローラに発熱層を形成させる際、加熱ローラの周方向の厚みの均一化を犠牲にし、軸方向の厚みを均一にすることに重点を置けばよいので、特殊な設備を使用せずに低コストで発熱層を形成することできとともに、加熱ローラの周方向に大きな厚みムラが生じた場合においても、定着ベルトの温度均一化も図ることができる
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明に係る定着装置は、発熱体を目標とする温度に即座に昇温させることができ、かつ発熱体の温度均一性を確保することができるので、電子写真方式あるいは静電記録方式の複写機、ファクシミリ、およびプリンタ等の画像形成装置における定着装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る定着装置を搭載するのに適した画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図２】本実施の形態１に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図３】本実施の形態１に係る励磁コイルに３０ｋＨｚの周波数の交流電流を印加した時の励磁コイルの負荷抵抗値を加熱ローラと励磁コイルの正規距離からの変化に対してプロットしたグラフ
【図４】本発明の実施の形態１に係る定着装置における加熱ローラに０．２ｍｍ反りがある場合の、定着ベルトのニップ部直前の表面温度を時間毎にプロットしたグラフ
【図５】定着ベルトの外周長が加熱ローラ周長の整数倍である構成における加熱ローラに０．２ｍｍ反りがある場合の、定着ベルトのニップ部直前の表面温度を時間毎にプロットしたグラフ
【図６】本実施の形態２に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図７】本実施の形態２に係る励磁コイルに３０ｋＨｚの周波数の交流電流を印加した時の励磁コイルの負荷抵抗値を発熱層（銅）の厚みに対してプロットしたグラフ
【図８】ローラ状金属に電気メッキした際の軸方向のメッキ厚ムラの様子を示す図
【図９】ローラ状金属に電気メッキした際の周方向のメッキ厚ムラ様子を示す図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る定着装置における加熱ローラ上の発熱層（銅）が周方向に±２μmの厚みムラがある場合の、定着ベルトのニップ部直前の表面温度を時間毎にプロットしたグラフ
【図１１】定着ベルトの外周長が加熱ローラ周長の整数倍である構成における加熱ローラ上の発熱層（銅）が周方向に±２μmの厚みムラがある場合の、定着ベルトのニップ部直前の表面温度を時間毎にプロットしたグラフ
【図１２】本実施の形態３に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図１３】本実施の形態４に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【図１４】本実施の形態５に係る定着装置の要部の構成を示す概略断面図
【符号の説明】
【０１１７】
１００    画像形成装置
２００    定着装置
２２０    加熱ローラ
２３０    定着ベルト
２４０    加圧ローラ
２５０    励磁コイルユニット
２５２    励磁コイル
２７０    発熱層（銅）
【図１】
2006292815.tif 000006
【図２】
2006292815.tif 000007
【図３】
2006292815.tif 000008
【図４】
2006292815.tif 000009
【図５】
2006292815.tif 000010
【図６】
2006292815.tif 000011
【図７】
2006292815.tif 000012
【図８】
2006292815.tif 000013
【図９】
2006292815.tif 000014
【図１０】
2006292815.tif 000015
【図１１】
2006292815.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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