(57)【要約】      （修正有）【課題】磁路を制御する手段が自己発熱するのを抑制するとともに、加熱回転体の被加熱体への熱伝達を行っている部分の端部が熱伝達を行っている部分の平均より高温となるのを抑制することを可能とする。【解決手段】電磁誘導によって発熱する発熱体と、前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体３１と、前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段３３と、前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、前記磁界発生手段からの電磁誘導によって自己に発生する渦電流を遮断する遮断部、及び、前記加熱回転体の軸方向に沿った方向に設けられた熱の移動を許容するように連続した連続部とを有する、感温磁性材料３４で構成され、磁路を形成する磁路形成手段３５とを備える。【選択図】図１
2011002774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、前記磁界発生手段からの電磁誘導によって自己に発生する渦電流を遮断する遮断部、及び、前記加熱回転体の軸方向に沿った方向に設けられた熱の移動を許容するように連続した連続部とを有する、感温磁性材料で構成され、磁路を形成する磁路形成手段とを備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
【請求項２】
電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体の熱により、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体及び前記磁界発生手段と対向する部分があるように配置され、感温磁性材料で構成され、前記加熱回転体の軸方向に沿った方向に凹部が形成され、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
【請求項３】
電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱をうけ、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体及び前記磁界発生手段と対向するように配置され、感温磁性材料で構成され、前記加熱回転体の軸方向に沿った方向に設けられた空間部と、前記空間部と前記加熱回転体に垂直な方向に設けられた連続部とを備え、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
【請求項４】
電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体及び前記磁界発生手段と対向する部分があるように配置され、感温磁性材料で構成され、前記磁界発生手段と対向している部分の一部に空間部があり、前記磁界発生手段と対向していない部分の一部に連続部がある、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
【請求項５】
電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、磁路を形成する磁路形成手段と、を備え、
前記磁路形成手段には、前記磁界発生手段からの磁界が強い部分に該磁路形成手段に発生する渦電流を遮断する遮断部があり、前記磁界発生手段からの磁界が弱い部分に該磁路形成手段に渦電流が発生する連続部がある、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
【請求項６】
電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、磁路を形成する複数の磁路形成手段と、
前記複数の磁路形成手段同士を前記軸の方向につなぐ連続部と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置。
【請求項７】
前記連続部に、前記磁界発生手段からの電磁誘導により自己に発生する渦電流を遮断する遮断部を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置。
【請求項８】
前記遮断部または空間部または凹部を、前記加熱回転体の軸方向に傾斜し設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置。
【請求項９】
前記連続部は、前記加熱回転体によって加熱される被加熱体の両端に対応した部分に設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置。
【請求項１０】
前記連続部を、前記加熱回転体の軸方向に沿って予め定められた幅の全長にわたって設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置と、
前記加熱回転体に圧接され、当該加熱回転体との間に形成される圧接部を通過する未定着トナー像を保持した記録媒体を加圧する加圧体と、
を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項１２】
像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって像担持体上に形成されたトナー像を、直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された未定着トナー像を記録媒体上に定着する請求項１１に記載された定着手段と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、電磁誘導加熱装置及びこれを用いた定着装置、画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記電磁誘導加熱装置及びこれを用いた定着装置に関連する技術としては、例えば、特開平１１−２８８１９０号公報、特許３５２７４４２号公報、特開２０００−０３０８５０号公報及び特開２００８−１５２２４７号公報等に開示されたものが既に提案されている。
【０００３】
上記特開平１１−２８８１９０号公報に係る像加熱装置は、透磁性を有し，そのキュリー温度がほぼ定着温度である透磁性層と、この透磁性層よりも内側に設けられ，導電性を有する導電性層と、この導電性層よりも内側に設けられる中実の支持層を備え、前記３層が一体として回転する加熱ローラと、この加熱ローラの外部に離間して配置され、交番磁界を作用させて前記加熱ローラに渦電流を発生させる励磁部材とを具備するように構成したものである。
【０００４】
また、上記特許３５２７４４２号公報に係る像加熱装置は、ベルトと、前記ベルトに圧接して前記ベルトの表面側にニップを形成する加圧手段と、透磁性を有し前記ベルトを移動可能に懸架する発熱ローラと、導電性部材と、前記発熱ローラを励磁する励磁手段と、を有し、前記導電性部材は、前記励磁手段の磁界の範囲内である第１の位置と、この第１の位置とは異なる、前記励磁手段の磁界の範囲外である第２の位置とを取るように構成したものである。
【０００５】
さらに、上記特開２０００−０３０８５０号公報に係る熱ローラー装置は、組成を調整することによって所定のキュリー温度とした感温磁性金属パイプもしくは感温磁性金属フィルムと、前記感温磁性金属パイプもしくは感温磁性金属フィルムを構成する感温磁性金属材料よりも電気抵抗率が低い非磁性材料とを相互に空間をあけて配設し、前記感温磁性金属パイプもしくは感温磁性金属フィルムを誘導加熱する誘導加熱部とを備えるように構成したものである。
【０００６】
又、上記特開２００８−１５２２４７号公報に係る定着装置は、磁界の作用により発熱する発熱層を有する円筒形状の第１回転体と、
前記第１回転体に接する第２回転体と、
前記第１回転体の内周面又は外周面に対し所定の間隙を持って配置され、前記磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記第１回転体を介して前記磁界発生手段と対向して配置され、キューリー点を持つ感温磁性材料を含んで構成され、前記発熱層の発熱を制御する発熱制御部材と、を備えるように構成したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２８８１９０号公報
【特許文献２】特許３５２７４４２号公報
【特許文献３】特開２０００−０３０８５０号公報
【特許文献４】特開２００８−１５２２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、この発明が解決しようとする課題は、磁路を制御する手段が自己発熱するのを抑制するとともに、加熱回転体の被加熱体への熱伝達を行っている部分の端部が熱伝達を行っている部分の平均より高温となるのを抑制することが可能な電磁誘導加熱装置及びこれを用いた定着装置、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】
【０００９】
すなわち、請求項１に記載された発明は、電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、前記磁界発生手段からの電磁誘導によって自己に発生する渦電流を遮断する遮断部、及び、前記加熱回転体の軸方向に沿った方向に設けられた熱の移動を許容するように連続した連続部とを有する、感温磁性材料で構成され、磁路を形成する磁路形成手段とを備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置である。
【００１０】
また、請求項２に記載された発明は、電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体の熱により、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体及び前記磁界発生手段と対向する部分があるように配置され、感温磁性材料で構成され、前記加熱回転体の軸方向に沿った方向に凹部が形成され、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置である。
【００１１】
さらに、請求項３に記載された発明は、電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱をうけ、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体及び前記磁界発生手段と対向するように配置され、感温磁性材料で構成され、前記加熱回転体の軸方向に沿った方向に設けられた空間部と、前記空間部と前記加熱回転体に垂直な方向に設けられた連続部とを備え、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置である。
【００１２】
又、請求項４に記載された発明は、電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体及び前記磁界発生手段と対向する部分があるように配置され、感温磁性材料で構成され、前記磁界発生手段と対向している部分の一部に空間部があり、前記磁界発生手段と対向していない部分の一部に連続部がある、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置である。
【００１３】
更に、請求項５に記載された発明は、電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、磁路を形成する磁路形成手段と、を備え、
前記磁路形成手段には、前記磁界発生手段からの磁界が強い部分に該磁路形成手段に発生する渦電流を遮断する遮断部があり、前記磁界発生手段からの磁界が弱い部分に該磁路形成手段に渦電流が発生する連続部がある、磁路を形成する磁路形成手段と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置である。
【００１４】
また、請求項６に記載された発明は、電磁誘導によって発熱する発熱体と、
前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、
前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、磁路を形成する複数の磁路形成手段と、
前記複数の磁路形成手段同士を前記軸の方向につなぐ連続部と
を備えたことを特徴とする電磁誘導加熱装置である。
【００１５】
さらに、請求項７に記載された発明は、前記連続部に、前記磁界発生手段からの電磁誘導により自己に発生する渦電流を遮断する遮断部を設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置である。
【００１６】
又、請求項８に記載された発明は、前記遮断部または空間部または凹部を、前記加熱回転体の軸方向に傾斜し設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置である。
【００１７】
更に、請求項９に記載された発明は、前記連続部は、前記加熱回転体によって加熱される被加熱体の両端に対応した部分に設けたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置である。
【００１８】
また、請求項１０に記載された発明は、前記連続部を、前記加熱回転体の軸方向に沿って予め定められた幅の全長にわたって設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置である。
【００１９】
さらに、請求項１１に記載された発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の電磁誘導加熱装置と、
前記加熱回転体に圧接され、当該加熱回転体との間に形成される圧接部を通過する未定着トナー像を保持した記録媒体を加圧する加圧体と、
を備えたことを特徴とする定着装置である。
【００２０】
又、請求項１２に記載された発明は、像担持体上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって像担持体上に形成されたトナー像を、直接又は中間転写体を介して記録媒体に転写する転写手段と、
前記記録媒体上に転写された未定着トナー像を記録媒体上に定着する請求項１１に記載された定着手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのを抑制できるとともに、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００２２】
また、請求項２に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのを抑制できるとともに、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００２３】
さらに、請求項３に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのを抑制できるとともに、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００２４】
又、請求項４に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのを抑制できるとともに、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００２５】
更に、請求項５に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのを抑制できるとともに、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００２６】
また、請求項６に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのを抑制できるとともに、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００２７】
また、請求項７に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのをより一層抑制することができる。
【００２８】
さらに、請求項８に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００２９】
また、請求項９に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００３０】
又、請求項１０に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、磁路形成手段が自己発熱により過剰に発熱するのを抑制できるとともに、加熱回転体の熱伝達を行っている端部領域が高温となるのを抑制することができる。
【００３１】
更に、請求項１１に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、記録媒体に高温オフセットが発生するのを抑制することができる。
【００３２】
また、請求項１２に係る発明によれば、本構成を有しない場合に比較して、記録媒体に高温オフセットが発生するのを抑制することができ、高画質の画像を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る電磁誘導加熱装置を用いた定着装置を示す断面構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る定着装置を適用した画像形成装置としてのカラー画像形成装置を示す構成図である。
【図３】定着ベルトを示す断面構成図である。
【図４】感温磁性材料の成分比によるキューリー点の変化を示すグラフである。
【図５】交番磁界発生装置にて生成される磁界が各部材を通過する状態を示す構成図である。
【図６】定着ベルトの端部を支持する構造を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る定着装置を示す構成図である。
【図８】交番磁界発生装置を示す構成図である。
【図９】発熱制御部材の感温磁性を示すグラフである。
【図１０】交番磁界発生装置にて生成される磁界が各部材を通過する状態を示す構成図である。
【図１１】定着ベルトの軸方向に沿った温度分布を示す説明図である。
【図１２】スリットによる渦電流を示す模式図である。
【図１３】発熱制御部材を示す拡大断面図である。
【図１４】発熱制御部材を示す平面構成図である。
【図１５】この発明の実施の形態２に係る発熱制御部材を示す平面構成図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る発熱制御部材を示す平面構成図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る発熱制御部材を示す平面構成図である。
【図１８】発熱制御部材の連続部の有無等における定着ベルト温度の変化をそれぞれ示す説明図である。
【図１９】発熱制御部材の連続部の位置における定着ベルト温度の変化をそれぞれ示す説明図である。
【図２０】この発明の実施の形態４に係る定着装置を示す構成図である。
【図２１】この発明の実施の形態５に係る発熱制御部材を示す平面構成図である。
【図２２】この発明の実施の形態６に係る定着装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３５】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る電磁誘導加熱装置を用いた定着装置が適用された画像形成装置としてのカラー画像形成装置を示すものである。このカラー画像形成装置１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２から送られてくる画像データをプリントするプリンターとしての機能以外に、画像読取装置３によって読み取られた図示しない原稿の画像を複写する複写機や、画像情報を送受信するファクシミリとしても機能するように構成されている。
【００３６】
カラー画像形成装置１の内部には、図２に示すように、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２や画像読取装置３から送られてくる画像データに対して、必要に応じて、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の予め定められた画像処理を施す画像処理部４が配設されているとともに、カラー画像形成装置１全体の動作を制御する制御部５が配設されている。
【００３７】
そして、上記の如く画像処理部４で予め定められた画像処理が施された画像データは、同じく画像処理部４によって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに変換され、次に述べるように、カラー画像形成装置１の内部に設けられた画像出力部６によってフルカラー画像やモノクロ画像として出力される。
【００３８】
上記画像処理部４によってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の画像データに変換された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの画像露光装置８に送られ、これらの画像露光装置８では、対応する色の画像データに応じてＬＥＤ発光素子アレイから出射される光によって画像露光が行われる。
【００３９】
上記カラー画像形成装置１の内部には、図２に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット（画像形成部）７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが、第１色目のイエロー（Ｙ）の画像形成ユニット７Ｙが相対的に高く、最終色の黒（Ｋ）の画像形成ユニット７Ｋが相対的に低くなるように、水平方向に対して予め定められた角度だけ傾斜した状態で一定の間隔を隔てて並列的に配置されている。
【００４０】
このように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを、予め定められた角度だけ傾斜した状態で配置することにより、これら４つの画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを水平に配置した場合に比較して、画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ間の距離を短く設定することができ、カラー画像形成装置１の幅を小さくして小型化が可能となる。
【００４１】
これらの４つの画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、基本的に、形成する画像の色以外は同様に構成されており、図２に示すように、大別して、図示しない駆動手段により矢印Ａ方向に沿って予め定められた速度で回転駆動される像担持体としての感光体ドラム１０と、この感光体ドラム１０の表面を一様に帯電する一次帯電用の帯電ロール１１と、当該感光体ドラム１０の表面に予め定められた色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するＬＥＤプリントヘッドからなる画像露光装置８と、感光体ドラム１０上に形成された静電潜像を予め定められた色のトナーで現像する現像装置１２と、感光体ドラム１０の表面を清掃するクリーニング装置１３とから構成されている。
【００４２】
上記感光体ドラム１０としては、例えば、直径３０ｍｍのドラム状に形成され、表面に有機光導電体（ＯＰＣ）を被覆したものが用いられ、図示しない駆動モータにより矢印Ａ方向に沿って予め定められた速度で回転駆動される。
【００４３】
また、上記帯電ロール１１としては、例えば、芯金の表面に合成樹脂やゴムからなり電気抵抗を調整した導電層を被覆したロール状の帯電器が用いられ、この帯電ロール１１の芯金には、予め定められた帯電バイアスが印加される。
【００４４】
上記画像露光装置８は、図２に示すように、４つの画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ毎にそれぞれ個別に配置されており、各画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに設けられた画像露光装置８としては、ＬＥＤ発光素子を予め定められたピッチ（例えば、６００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ）で感光体ドラム１０の軸方向に沿って直線状に配置したＬＥＤ発光素子アレイと、当該ＬＥＤ発光素子アレイの各ＬＥＤ発光素子から出射された光を感光体ドラム１０上にスポット状に結像するセルフォックレンズ（商品名）アレイとを備えたものが用いられる。また、上記画像露光装置８は、図２に示すように、下方から感光体ドラム１０上に画像を走査露光するように構成されている。
【００４５】
なお、上記画像露光装置８としては、ＬＥＤ発光素子アレイからなるものに限らず、レーザービームを各感光体ドラム１０の軸方向に沿って偏向走査するものなどを用いても勿論良い。この場合には、４つの画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに対して１つの画像露光装置８を配設するように構成しても良い。
【００４６】
上記画像処理部４からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに個別に設けられた画像露光装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋに、対応する色の画像データが順次出力され、これらの画像露光装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋから画像データに応じて出射された光束は、対応する感光体ドラム１０の表面に走査露光され、画像データに応じた静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１０上に形成された静電潜像は、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００４７】
上記各画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの感光体ドラム１０上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの上方にわたって傾斜した状態で配置された無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト１４上に、４つの一次転写ロール１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって順次多重に一次転写される。
【００４８】
この中間転写ベルト１４は、複数のロールによって張架された無端ベルト状部材であって、当該ベルト状部材の下辺走行領域が、その走行方向に沿った下流側が相対的に低く、且つ上流側が相対的に高くなるように、水平方向に対して傾斜した状態で配置されている。
【００４９】
即ち、上記中間転写ベルト１４は、図２に示すように、駆動ロール１６と、背面支持ロール１７と、張力付与ロール１８と、従動ロール１９との間に一定の張力で掛け回されており、図示しない定速性に優れた駆動モータによって回転駆動される駆動ロール１６により、矢印Ｂ方向に沿って予め定められた速度で循環移動される。上記中間転写ベルト１４としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより無端ベルト状に形成したものや、あるいは最初から無端ベルト状に形成したものが用いられる。上記中間転写ベルト１４は、その下辺走行領域において、各画像形成ユニット７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに接触するように配置されている。
【００５０】
また、上記中間転写ベルト１４には、図２に示すように、当該中間転写ベルト１４の上部走行領域の低位側端部に配置され、中間転写ベルト１４上に一次転写されたトナー像を記録媒体２１上に二次転写する二次転写手段としての二次転写ロール２０が、背面支持ロール１７によって張架された中間転写ベルト１４の表面に当接するように配置されている。
【００５１】
上記中間転写ベルト１４上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、図２に示すように、背面支持ロール１７に中間転写ベルト１４を介して圧接する二次転写ロール２０によって、記録媒体としての記録用紙２１上に静電気力で二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙２１は、鉛直方向の上方に位置する本実施の形態に係る定着装置３０へと搬送される。上記二次転写ロール２０は、背面支持ロール１７の側方に中間転写ベルト１４を介して圧接しており、鉛直方向の下方から上方に搬送される記録用紙２１上に、各色のトナー像を一括して二次転写するようになっている。
【００５２】
上記二次転写ロール２０としては、例えば、ステンレス等の金属からなる芯金の外周に、導電剤を添加したゴム材料等の導電性弾性体からなる弾性体層を予め定められた厚さに被覆したものが用いられる。
【００５３】
そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙２１は、この実施の形態に係る定着装置３０によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、排出ロール２２によって装置１の上端部に設けられた排出トレイ２３上に画像面を下にした状態で排出される。
【００５４】
上記記録用紙２１は、図２に示すように、装置１内の底部に配置された給紙トレイ２４から予め定められたサイズ及び材質のものが、給紙ロール２５及び用紙分離搬送用のロール２６により一枚ずつ分離された状態で給紙され、レジストロール２７まで一旦搬送されて停止される。そして、上記給紙トレイ２４から供給された記録用紙２１は、予め定められたタイミングで回転するレジストロール２７によって中間転写ベルト１４の二次転写位置へ送出される。上記記録用紙２１としては、普通紙以外にも、表面又は表裏両面にコーティング処理が施されたコート紙等の厚紙なども供給可能となっており、コート紙からなる記録用紙２１には、写真画像なども出力される。
【００５５】
トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト１４の表面は、駆動ロール１６の位置に設けられたベルトクリーニング装置２８によって残留トナー等が除去されて、次の画像形成工程に備える。尚、図２中、２９は、カラー画像形成装置１の各部に電力を供給する電力供給部を示している。
【００５６】
図１はこの発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装置に適用される電磁誘導加熱装置を用いた定着装置を示す構成図である。
【００５７】
加熱回転体はベルトでもロールで構成してもよく、また後述の発熱体と一体としても別体としてもよい。また加熱回転体が加熱する場合最終的に加熱したいもの例えば記録媒体を直接加熱してもよいし、間接的に加熱してもよい。本実施例においては加熱回転体を発熱体と一体にベルトで構成し、記録用紙に接触して加熱する無端状の定着ベルト３１を用いた。定着装置３０は、図１に示すように、矢印Ｃ方向に沿って回転する無端状の定着ベルト３１と、当該定着ベルト３１の外周面に圧接され、本実施例において加圧体として用いた、定着ベルト３１の加圧ロール３２との圧接部（ニップ部Ｎ）の反対側の外周面に予め定められた間隙を介して離間した状態で対向配置される交番磁界発生手段としての交番磁界発生装置３３とを備えている。
【００５８】
さらに、上記定着装置３０は、本実施例における磁路形成手段として用いた発熱制御部材３４を備えている。ここで、磁路形成手段は、対向さえしていれば、内周面側に設けても外周面側に設けてもよいが、本実施例では発熱制御部材３４は定着ベルト３１の内部に当該定着ベルト３１を介して交番磁界発生装置３３と対向するように、非接触状態で配置した。更に予め定められた条件下で発熱制御部材３４を通過する磁束を誘導する非磁性金属誘導部材３５と、定着ベルト３１に加圧ロール３２を圧接させるための押圧部材３６と、これらの発熱制御部材３４、非磁性金属誘導部材３５及び押圧部材３６を支持する支持部材３７と、定着ベルト３１から記録用紙２１の剥離を補助する剥離補助部材３８を備えている。
【００５９】
上記定着ベルト３１は、加熱ロール３２に圧接されて変形する前の断面形状が、外径２０〜５０ｍｍ程度の薄肉円筒形状に形成されており、この実施の形態では、定着ベルト３１の外径が３０ｍｍに設定されている。この定着ベルト３１は、図３に示すように、例えば、基材層３１１と、その外周面に順次積層された本実施例における発熱体として用いた発熱層３１２と弾性層３１３と表面離型層３１４とから構成されている。なお、上記定着ベルト３１の層構成は、これに限定されないことは勿論である。
【００６０】
上記基材層３１１は、本実施例では定着ベルト３１に機械的強度を持たせるベース部材であるとともに、そこに交番磁界発生装置３３によって発生される交番磁界の磁路が形成されるものとした。但し、基材層３１１は、必ずしも交番磁界発生装置３３によって発生される交番磁界の磁路を形成しなくてもよいが、この基材層３１１として、本実施例では透磁率が温度によって変化する感温磁性材料からなるものが用いられる。基材層３１１は、例えば、透磁率が変化する透磁率変化開始温度が、各色トナー像が溶融する温度である定着ベルト３１の加熱設定温度以上であって、弾性層３１３や表面離型層３１４の耐熱温度よりも低い予め定められた温度範囲内に設定された感温磁性を有する強磁性体の材料から構成される。
【００６１】
更に説明すると、上記基材層３１１は、定着ベルト３１の加熱設定温度以上の予め定められた温度範囲内、例えば加熱設定温度と当該加熱設定温度よりも１００℃程度高い温度の範囲内において、比透磁率が数百以上である強磁性と比透磁率がほぼ１である常磁性（非磁性）との間を可逆的に変化する“感温磁性”を有する材料で構成される。そして、上記基材層３１１は、透磁率変化開始温度以下の温度範囲では強磁性を呈し、交番磁界発生装置３３によって発生された交番磁界の磁束を誘導して、基材層３１１の内部に当該基材層３１１の表面に沿った方向に磁路が形成される。また、上記基材層３１１は、透磁率変化開始温度を超える温度範囲では常磁性を呈し、交番磁界発生装置３３によって発生された磁束は当該基材層３１１の層厚方向に横切るように透過する。
【００６２】
上記基材層３１１としては、具体的には、透磁率変化開始温度が例えば定着ベルト３１の加熱設定温度である１４０℃〜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。このようなパーマロイや整磁鋼などの金属合金は、薄肉成型性や加工性に優れ、熱伝導率も高く安価であり、さらには機械的強度が高い等の理由から、定着ベルト３１の基材層３１１に適している。基材層３１１のその他の材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｍｏ等からなる金属の合金が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系整磁鋼においては、おおよそＦｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで、図４に示すように、透磁率変化開始温度を２２５℃前後に設定することができる。また、これらの合金は、すべて６０×１０-8Ωｍ以上の高い固有抵抗値を有するため、２００μｍの厚さ以下では誘導加熱しにくいため、本実施例では誘導加熱しやすい発熱層３１２を別途設けた。
【００６３】
さらに、上記基材層３１１は、次に述べるように、例えば、交番磁界発生装置３３により生成された交番磁界（磁力線）に対する表皮深さよりも薄い予め定められた厚さに形成される。具体的には、基材層３１１の材料としてＦｅ−Ｎｉ合金を用いた場合には、２０〜８０μｍ程度の厚さ、例えば５０μｍに設定される。
【００６４】
ある材料に交番磁界が入射すると、交番磁界が１／ｅ（≒１／２．７１８）に減衰する距離として表皮深さ（δ）というパラメータが知られている。この表皮深さ（δ）は、次の（１）式によって表される。この（１）式において、ｆは交番磁界の周波数（例えば２０ｋＨｚ）、ρは固有抵抗値（Ωｍ）、μrは比透磁率である。
【００６５】
【数１】
2011002774.tif 000003
【００６６】
例えば、定着ベルト３１の基材層３１１として固有抵抗値ρが７０×１０-8Ωｍ、比透磁率μrが４００である材料の場合、交番磁界の周波数を２０ｋＨｚとすると、（１）式より、基材層３１１の表皮深さ（δ）は１４９μｍとなる。そのため、定着ベルト３１の機械的強度を確保するとともに、定着ベルト３１の柔軟性・フレキシブル性を高める観点から、定着ベルト３１の基材層３１１の厚さを５０μｍの薄層に形成すると、基材層３１１の層厚は、表皮深さ（δ）である１４９μｍよりも薄くなる。そのため、交番磁界発生装置３３により生成された交番磁界（磁力線Ｈ）は、図５に示すように、領域Ｒ１、Ｒ２や領域Ｒ３において、交番磁界の一部が定着ベルト３１の基材層３１１の内部に誘導されて磁路を形成するが、残りは基材層３１１を透過することになる。
【００６７】
それに対して、定着ベルト３１の内周面側に発熱制御部材３４を配置することにより、定着ベルト３１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度である定着温度にある場合には、図５に示したように、基材層３１１を透過した残りの磁力線Ｈは発熱制御部材３４の内部を通過し、主な磁束が領域Ｒ３を通過して励磁コイル５６に戻るような閉ループを構成する。このように、磁路を形成することによって領域Ｒ１、Ｒ２や領域Ｒ３において磁気結合度が高まり、磁束密度が高められ、定着ベルト３１の導電層３１２に大きな渦電流Ｉを発生させ、定着ベルト３１に大きなジュール熱Ｗを生じる。
【００６８】
なお、この実施の形態の発熱制御部材３４は、定着装置３０の立ち上げ時に、誘導加熱される定着ベルト３１から熱が直接流入するのを抑え、定着ベルト３１を定着可能温度に到達させるまでの時間を短縮するために、定着ベルト３１の内周面とは非接触状態に配置されている。
【００６９】
また、上記基材層３１１の表面に積層される導電層３１２は、交番磁界発生装置３３にて生成される交番磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層として機能するものであり、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ａｌといった固有抵抗値が相対的に小さい非磁性金属が、厚さ２〜３０μｍ程度に薄膜化できるので適している。因みに、銀の固有抵抗値は、１．５９×１０-8Ωｍ、銅の固有抵抗値は、１．６７×１０-8Ωｍ、アルミニウムの固有抵抗値は、２．７×１０-8Ωｍである。
【００７０】
この実施の形態に係る定着装置３０では、例えば、厚さ５０μｍのＦｅ−Ｎｉ合金からなる基材層３１１の表面に、厚さ１０μｍ程度に圧延処理、メッキまたは蒸着等した導電率の高いＣｕからなる導電層３１２を形成している。このように、基材層３１１及び導電層３１２を薄層に形成することで、定着ベルト３０全体としての柔軟性・フレキシブル性を高めるとともに、機械的強度を確保している。
【００７１】
なお、この実施の形態で用いた基材層３１１は、上述したように導電層３１２に対して１０倍以上高い固有抵抗値を有する材料であるため、導電層３１２に比べて渦電流Ｉが流れにくく、導電層３１２の発熱量に対しては、発熱量が十分に無視することができる非発熱性の層となっている。また、基材層３１１が発熱した場合には、導電層３１２を含む定着ベルト３１に吸収されていた。
【００７２】
さらに、上記導電層３１２の表面に積層される弾性層３１３は、シリコーンゴム等の弾性体で構成されている。被定着部材である記録用紙２１に保持されるトナー像は、粉体からなる複数色のトナーが積層して形成されており、特にフルカラー画像の場合にはトナーの総量が多い。そのため、定着装置３０のニップ部Ｎ内でトナー像を均一に加熱して溶融するには、記録用紙２１上のトナー像の凹凸に倣って定着ベルト３１の表面が弾性変形することが望ましい。この実施の形態では、弾性層３１３として、例えば厚さが１００〜６００μｍで、ＪＩＳ−Ａ硬度が１０°〜３０°のシリコーンゴムを用いている。
【００７３】
また、上記弾性層３１３の表面に積層される表面離型層３１４は、記録用紙２１上に保持された未定着トナー像と直接接触する層であるため、離型性の高い材質が使用される。この表面離型層３１４は、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。この表面離型層３１４の厚さとしては、薄すぎると、耐摩耗性の点で不十分であり、定着ベルト３１の寿命を短くする。その反面、表面離型層３１４は厚すぎると、定着ベルト３１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、この実施の形態では、表面離型層３１４の厚さとして、耐摩耗性と熱容量とのバランスを考慮して１〜５０μｍに設定している。
【００７４】
上記の如く構成される定着ベルト３１は、図６（ａ）に示すように、その長手方向（軸方向）に沿った両端部に、当該定着ベルト３１を回転駆動するために駆動力を伝達する駆動力伝達部材としてのフランジ部材３９が圧入や接着等の手段によって固定した状態で装着されている。このフランジ部材３９は、定着ベルト３１の端部に挿入される円筒形状の円筒部３９ａと、定着ベルト３１の軸方向外側に円筒部３９ａよりも厚肉の円筒形状に突出した状態で設けられ、外周面にハスバギア等の歯面が一体的に形成された駆動部３９ｂと、円筒部３９ａと駆動部３９ｂとの間に半径方向の外向きの円環状に突出するように設けられたフランジ部３９ｃとを備えるように構成されている。また、上記フランジ部材３９は、図６（ｂ）に示すように、その円筒部３９ａから駆動部３９ｂにわたる内周面に配設された軸受部材４０を介して固定部材４１に回転自在に支持されている。この固定部材軸４１は、図６（ｂ）に示すように、支持部材３７の長手方向に沿った両端部に、外側に向けて突出するように形成された断面矩形状の支持部４２の外周に装着されている。
【００７５】
上記フランジ部材３９を構成する材質としては、機械的強度や耐熱性の高い、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樹脂等の所謂エンジニアリングプラスチックスが適している。
【００７６】
また、上記定着装置３０は、図７に示すように、細長い矩形状に形成された枠体４３を備えている。この枠体４３には、定着ベルト３１を回転駆動する駆動軸４４の両端部が軸受部材４５を介して回転自在に支持されている。上記駆動軸４４には、枠体４３の内側に位置する両端部に、定着ベルト３１の両端部に位置するフランジ部材３９の駆動部３９ｂと噛み合う駆動ギア４６がそれぞれ取り付けられている。また、上記駆動軸４４には、枠体４３の外側に位置する一端部に、当該駆動軸４４に駆動力を伝達する伝達ギア４７が取り付けられており、この伝達ギア４７には、駆動モータ４８の回転軸４９に固着された伝達ギア５０が噛み合わされている。また、上記駆動モータ４８の回転軸４９は、その一端部が定着装置３０の枠体４３に回転自在に取り付けられている。そして、上記定着装置３０は、駆動モータ４８を回転駆動することにより、当該駆動モータ４８の回転駆動力を伝達ギア５０及び伝達ギア４７を介して駆動軸４４に伝達し、駆動軸４４に取り付けられた駆動ギア４６、４６を回転させ、これらの駆動ギア４６、４６と噛み合う定着ベルト３１の両端部に設けられたフランジ部材３９の駆動部３９ｂ、３９ｂによって、定着ベルト３１が予め定められた回転速度（例えば、周速１４０ｍｍ／ｓｅｃ）で回転駆動される。
【００７７】
なお、上記定着ベルト３１は、上述したように、金属材料や合成樹脂材料などからなる基材層３１１、発熱層３１２、弾性層３１３及び表面離型層３１４を積層して構成されているため、柔軟性・フレキシブル性を有しているとともに、機械的強度をも有しており、フランジ部材３９の駆動部３９ｂ、３９ｂから回転駆動トルクを受けた場合であっても、座屈等が生じることはなく、滑らかに回転駆動される。
【００７８】
なお、上述した支持部材３７の支持部４２は、図７に示すように、軸受部材４５の図中奥側の位置において枠体４３に貫通された状態で固定されている。
【００７９】
一方、上記定着ベルト３１に圧接する加圧ロール３２としては、図１に示すように、例えば、直径１８ｍｍの中実の円柱形状に形成された金属製芯材３２１と、該金属製芯材３２１の外周に例えば５ｍｍの厚さに被覆されたシリコーンゴムやフッ素ゴム等からなる耐熱弾性体層３２２と、当該耐熱弾性体層３２２の表面に例えば５０μｍの厚さに被覆されたＰＦＡ等からなる表面離型層３２３とから構成されたものが用いられる。
【００８０】
上記加圧ロール３２は、図７に示すように、その金属製芯材３２１の両端部が定着装置３０の枠体４３に軸受部材５１を介して回転自在に支持されているとともに、付勢手段としてのコイルバネ５２により定着ベルト３１に対して予め定められた圧力（例えば、２０ｋｇｆの荷重）で圧接するように付勢されている。なお、上記加圧ロール３２を回転自在に支持する軸受部材５１は、定着装置３０の枠体４３に対して、定着ベルト３１に接離する方向に移動自在に図示しない長孔によって保持されている。
【００８１】
なお、上記加圧ロール３２は、図示しない接離機構によって、定着ベルト３１と圧接又は離間する方向に移動可能に構成しても良い。この場合、上記加圧ロール３２は、定着可能状態になるまでの加熱時である予備加熱時には、接離機構によって定着ベルト３１と離間した状態に移動される。
【００８２】
また、上記定着ベルト３１と加圧ロール３２とが圧接するニップ部Ｎの記録用紙２１の搬送方向（矢印方向）に沿った下流側には、図１に示すように、剥離補助部材３８が設けられている。この剥離補助部材３８は、一端が固定支持された支持部５３と、この支持部５３に支持された剥離シート５４とからなり、剥離シート５４の先端が定着ベルト３１に近接又は接触するように配置されている。そして、この剥離補助部材３８は、記録用紙２１自身の剛性によって定着ベルト２１から剥離されなかった記録用紙２１を、剥離シート５４の先端部によって強制的に剥離するものである。
【００８３】
さらに、上記定着ベルト３１の加圧ロール３２と反対側に配設される交番磁界発生装置３３は、図８に示すように、例えば、耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体５５と、交番磁界を発生させる励磁コイル５６と、励磁コイル５６を支持体５５上に固定する弾性体で構成された弾性支持部材５７と、励磁コイル５６にて生成された交番磁界の磁路のうち、定着ベルト３１の外周側の磁路を形成する磁心５８と、磁界が外部に漏れるのを防止するために磁界を遮蔽する遮蔽部材５９と、磁心５８を支持体５５側に加圧する加圧部材６０と、励磁コイル５６に交流電流を供給して励磁する励磁回路６１とを備えている。
【００８４】
上記支持体５５は、その定着ベルト３１側に位置する端面の断面形状が、定着ベルト３１の表面形状に沿って湾曲した同心円の円弧形状に形成されており、励磁コイル５６を支持する上端面（支持面）５５ａが定着ベルト３１との距離が予め定められた値（例えば０.５〜２ｍｍ）となるように円弧形状に形成されている。また、この支持体５５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、又はこれらにガラス繊維を混合した繊維強化の耐熱性樹脂等の耐熱性を有する非磁性材料が用いられる。
【００８５】
上記励磁コイル５６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、長方形状等の中空の閉ループ状に巻かれて構成されている。そして、この励磁コイル５６には、励磁回路６１から所定の周波数の交流電流が供給され、励磁コイル５６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番磁界が生成される。励磁回路６１から励磁コイル５６に供給される交流電流の周波数は、例えば、２０〜１００ｋＨｚに設定される。
【００８６】
また、上記磁心５８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）やパーマロイ、整磁鋼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用いられ、定着ベルト３１の外側に位置する磁路形成部材として機能する。この磁心５８は、励磁コイル５６によって発生された交番磁界による磁力線（磁束）が、図５に示すように、励磁コイル５６から定着ベルト３１を横切って発熱制御部材３４の方向に向かい、発熱制御部材３４の中を通過して励磁コイル５６に戻るといった磁力線の通路（磁路）を形成する。このように、磁心５８によって磁路を形成することにより、励磁コイル５６によって発生された交番磁界（磁力線）が定着ベルト３１の磁心５８と対向する領域に集中される。この磁心５８としては、磁路形成による損失が小さい材料が望ましく、具体的には渦電流損を小さくする形態（凹所等による電流経路遮断や分断化、薄板束ね等）で使用するのが望ましく、しかもヒステリシス損の小さい材料からなるものが望ましい。
【００８７】
また、定着ベルト３１と加圧ロール３２を圧接させる押圧部材３６は、図１に示すように、シリコーンゴムやフッ素ゴム等の弾性体で構成され、支持部材３７の加圧ロール３２と対向する位置に固定した状態で取り付けられている。そして、この押圧部材３６は、定着ベルト３１を介して加圧ロール３２と圧接されることにより、加圧ロール３２との間でニップ部Ｎを形成する。
【００８８】
さらに、上記押圧部材３６は、図１に示すように、記録用紙２１の搬送方向上流側に位置するニップ部Ｎの入口側であるプレニップ領域３６ａと、記録用紙２１の搬送方向下流側に位置するニップ部Ｎの出口側である剥離ニップ領域３６ｂとでニップ圧が異なるように設定されている。更に説明すると、押圧部材３６のプレニップ領域３６ａは、加圧ロール３２側の面が加圧ロール３２の外周面に略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。一方、押圧部材３６の剥離ニップ領域３６ｂでは、当該剥離ニップ領域３６ｂを通過する定着ベルト３１の曲率半径が小さくなるように、加圧ロール３２の表面を加圧ロール３２側に向けて凸形状となるよう局所的に大きなニップ圧で押圧するように形成される。かかる構成により、剥離ニップ領域３６ｂを通過する記録用紙２１に定着ベルト３１表面から離れる方向のカール（ダウンカール）を形成して、記録用紙２１に対する定着ベルト３１表面からの剥離を促進させている。その結果、上記記録用紙２１は、ニッップ部Ｎを通過した後、ダウンカールを形成するように変形して、自らの剛性によって定着ベルト３１の表面から剥離される。
【００８９】
また、押圧部材３６を支持する支持部材３７は、図１に示すように、押圧部材３６が加圧ロール３２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）の均一性を維持している。さらに、この支持部材３７は、誘導磁界に影響を与えないか、又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、又は受け難い材料で構成される。上記支持部材３７としては、例えば、ガラス繊維が混入した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。
【００９０】
また、上記定着ベルト３１の内部には、図１に示すように、発熱制御部材３４が配設されている。この発熱制御部材３４は、図１に示すように、定着ベルト３１の内周面に倣った円弧形状に形成されており、その定着ベルト３１の内周面に沿った円弧状部分の中心角は、例えば、１６０度程度に設定される。また、上記発熱制御部材３４は、定着ベルト３１の内周面と予め定められた約１〜３ｍｍ程度の一定の間隙を有するように、非接触状態であるが定着ベルト３１からの熱を受け易いように近接して配置されている。さらに、この発熱制御部材３４は、定着ベルト３１の基材層３１１と同様に、透磁率変化開始温度が各色トナー像が溶融する定着ベルト３１の加熱設定温度以上であって、定着ベルト３１の弾性層３１３や表面離型層３１４の耐熱温度よりも低い所定の温度範囲内に設定された材質で構成される。
【００９１】
ここで、上記発熱制御部材３４は“感温磁性”を有する材料で構成されている。よって、定着ベルト３１の加熱設定温度以上の予め定められた温度範囲内、例えば加熱設定温度よりも１００℃程度高い温度範囲内において、比透磁率が数百以上である強磁性と比透磁率がほぼ１である常磁性（非磁性）との間を可逆的に変化する。そして、上記発熱制御部材３４は、透磁率変化開始温度以下の温度範囲では強磁性を呈し、交番磁界発生装置３３によって発生された交番磁界の磁束を誘導して、発熱制御部材３４の内部に当該発熱制御部材３４の表面に沿った方向に磁路を形成する。また、上記発熱制御部材３４は、透磁率変化開始温度を超える温度範囲では常磁性を呈し、交番磁界発生装置によって発生された磁束を発熱制御部材３４の層厚方向に横切るように透過する。
【００９２】
上記発熱制御部材３４の感温磁性について更に説明すると、この発熱制御部材３４は、図９に示すように、強磁性体として機能する強磁性体機能領域（１）と非磁性体となる非磁性領域（４）との間に、比透磁率μrが小さな勾配で増加して最大値となった後に減少する遷移領域（２）と、比透磁率が略直線状に急激に減少して非磁性（常磁性）体へと変化する非磁性変態化領域（３）とを有している。通常、強磁性体が非磁性体へと変化するキューリー点（ＣＰ）とは、比透磁率が１となる温度を指すが、この実施の形態では、図９において、強磁性体機能領域（１）を近似する直線Ｌ１と、非磁性変態化領域（３）を近似する直線Ｌ２との交点であり、透磁率が変化を開始する温度と見なせる透磁率変化開始温度を、キューリー点と称している。
【００９３】
そして、上記発熱制御部材３４は、強磁性を呈する透磁率変化開始温度（キューリー点）以下の温度範囲においては、図５に示すように、交番磁界発生装置３３にて生成され定着ベルト３１を透過した磁束を誘導する。また、この発熱制御部材３４は、透磁率変化開始温度を超える温度範囲においては、図１０に示すように、非磁性（常磁性）体へと変化し、交番磁界発生装置３３にて生成され定着ベルト３１を透過した磁束は、発熱制御部材３４の層厚方向に横切るように透過する。その結果、上記の如く定着ベルト３１を透過し、しかも発熱制御部材３４を層厚方向に横切るように透過した磁束は、その下方に位置する非磁性金属誘導部材３５との間の空間や、非磁性金属誘導部材３５の内部を通過する。
【００９４】
上記発熱制御部材３４に適する材質は、定着ベルト３１の基材層３１１と同様、透磁率変化開始温度が例えば定着ベルト３１の加熱設定温度である１４０℃〜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。このようなパーマロイや整磁鋼などの金属合金等は、薄肉成型性や加工性に優れ、熱伝導性も高く安価である等の理由から、発熱制御部材３４としても適している。発熱制御部材３４のその他の材質としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｂ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｍｏ等からなる金属の合金が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系整磁鋼においては、図４に示すように、おおよそ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。
【００９５】
また、発熱制御部材３４は、本実施例では、Ｆｅ−Ｎｉ合金を用いて、本実施例における定着ベルトの基材層３１１の厚さ５０μｍよりも厚い１５０μｍ程度の厚さに設定した。なお厚さは１００〜３００μｍが熱効率の面で良かった。
【００９６】
上記発熱制御部材３４としては、例えば、定着ベルト３１の基材層３１１と同じＦｅ−Ｎｉ合金を用い、強磁性を呈する状態でのＦｅ−Ｎｉ合金の室温の固有抵抗値ρが７０×１０-8Ωｍ、比透磁率μｒが４００の材料で、交番磁界の周波数を２０ｋＨｚとした場合に、上述した（１）式より、強磁性を呈する状態での表皮深さ（δ）は１４９μｍとなる。また、常磁性を呈する状態でのＦｅ−Ｎｉ合金の固有抵抗値ρは、温度係数分だけ微増するが室温時とほぼ変わらないとすると、比透磁率μrは１に変化するので、（１）式より、完全に常磁性を呈する状態での表皮深さ（δ）は２９７８μｍとなる。この場合は、少なくとも定着ベルト３１の基材層３１１の厚さと発熱制御部材３４の厚さの合計値が、強磁性を呈する状態での表皮深さ(δ)の１４９μｍよりも厚く形成すると、交番磁界発生装置３３により生成された交番磁界の磁力線Ｈは、強磁性を呈する状態において、（１−１／ｅ）×１００％以上の磁路を形成される。
【００９７】
交番磁界の磁力線Ｈが発熱制御部材３４に作用すると、発熱制御部材３４には渦電流Ｉが発生する。例えば、発熱制御部材３４の厚さを薄く形成した場合には、発熱制御部材３４の電気抵抗Ｒが大きくなるため、発熱制御部材３４に流れる渦電流Ｉは減少し、発熱制御部材３４での発熱量は少なくなる傾向を示す。
【００９８】
上記発熱制御部材３４の内部で発生する渦電流Ｉの渦電流損によるジュール熱Ｗは、Ｗ＝Ｉ2Ｒで表され、ジュール熱Ｗに対して渦電流Ｉは二乗で作用する。そのため、発熱制御部材３４の電気抵抗Ｒを大きくするか、渦電流Ｉが少なくなるようにすれば、発熱制御部材３４での発熱量Ｗを少なくすることができる。
【００９９】
発熱制御部材３４の電気抵抗Ｒは、次の（２）式により導かれる。（２）式において、ρは発熱制御部材３４の固有抵抗値（Ωｍ）、Ｓは発熱制御部材３４の断面積、Ｌは発熱制御部材３４中を流れる渦電流Ｉの経路長を示している。（２）式から明らかなように、発熱制御部材３４の厚さを薄く形成した場合には、発熱制御部材３４の断面積Ｓが小さくなり、発熱制御部材３４の電気抵抗Ｒは大きくなる。
【０１００】
Ｒ＝ρ（Ｌ／Ｓ）              ・・・（２）
【０１０１】
発熱制御部材３４の厚さをｔ０とし、強磁性を呈する状態での主な磁束が侵入している深さをｔ１とし、常磁性を呈する状態での表皮深さをｔ２とすると、ｔ０＞ｔ１の場合には、（ｔ０−ｔ１）の部分に流れる渦電流Ｉは少ない。しかし、発熱制御部材３４が常磁性を呈する状態に変化した場合、発熱制御部材３４の表皮深さ（δ）が２９７８μｍとなり、渦電流Ｉは、発熱制御部材３４の厚さであるｔ０の全領域を流れるため、渦電流Ｉが流れる厚さ方向の領域が増加する。よって、発熱制御部材３４が常磁性を呈する状態では、（２）式から、発熱制御部材３４の断面積Ｓが大きくなり、高固有抵抗である発熱制御部材３４の電気抵抗Ｒは小さくなるため発熱し易くなる。そこで、望ましくは、発熱制御部材３４では、強磁性を呈する状態での磁束の侵入深さｔ１をできるだけ小さくして渦電流Ｉが流れる領域の厚さを小さくして電気抵抗Ｒを高くするとともに、常磁性を呈する状態での電気抵抗Ｒを大きくするのが好ましい。
【０１０２】
次に、発熱制御部材３４の厚さがｔ０＜ｔ１の場合には、厚さｔ０すべてに渦電流Ｉが流れる場合が、発熱制御部材３４の断面積Ｓが最も大きくなって電気抵抗Ｒが最も小さくなるケースに当たる。この場合は、強磁性を呈する状態での渦電流Ｉが流れる厚さ領域と常磁性を呈する状態に変化した状態での渦電流Ｉが流れる厚さ方向の領域は、共にｔ０と同じ領域となる。したがって、発熱制御部材３４の厚さがｔ０＜ｔ１の場合は、発熱制御部材３４の厚さが表皮深さ（δ）より薄い分だけ発熱量が小さくなった。
【０１０３】
すなわち、発熱制御部材３４の厚さを例えば１００μｍと強磁性を呈する状態での主な磁束が侵入している深さｔ１よりも薄くｔ０＜ｔ１とした場合には、発熱制御部材３４内で発生するジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ2Ｒ）において、発熱制御部材３４の電気抵抗Ｒを小さくしながら、渦電流Ｉも同時に小さくなる。それにより、発熱制御部材３４での発熱量Ｗが最少化された。
【０１０４】
磁束の侵入深さｔ１をできるだけ小さくして電気抵抗Ｒを大きくすれば、強磁性を呈する状態でのジュール発熱Ｗを抑制することができる。また、常磁性を呈する状態（表皮深さｔ２）での電気抵抗Ｒを大きくすれば、発熱制御部材３４の渦電流Ｉによる自己発熱が抑制できる。磁束の侵入深さｔ１を小さくして電気抵抗Ｒを大きくするためには、発熱制御部材３４の比透磁率を高くすればよい。比透磁率が高いと磁気結合度や磁束密度も高くなり磁路形成手段としても望ましい。比透磁率を高くするためには、発熱制御部材３４を熱処理してフルアニール（焼鈍）すれば良い。
【０１０５】
さらに、上記発熱制御部材３４の内側に配設された非磁性金属誘導部材３５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、この非磁性金属誘導部材３５は、図１０に示すように、定着ベルト３１の基材層３１１や発熱制御部材３４が透磁率変化開始温度以上の温度に上昇した際に、交番磁界発生装置３３により生成された交番磁界（磁力線）を誘導して、定着ベルト３１の導電層３１２や発熱制御部材３４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、非磁性金属誘導部材３４の厚さは、渦電流Ｉが流れ易いように、表皮深さよりも充分に厚い所定の厚さ（例えば１ｍｍ）で形成される。
【０１０６】
上記の如く構成される定着装置では、次のようにして記録用紙へのトナー像の定着処理が行われる。
【０１０７】
すなわち、上記定着装置３０では、図１に示すように、記録用紙２１上に多重に転写されたフルカラー等のトナー像を定着するにあたり、図７に示すように、駆動モータ４８を起動することにより定着ベルト３１を予め定められた回転速度で回転駆動するとともに、交番磁界発生装置３３の励磁回路６１により励磁コイル５６に予め定められた周波数の交流電流を通電する。
【０１０８】
こうすることによって、上記定着装置３０では、図５に示すように、交番磁界発生装置３３の励磁コイル５６にて交番磁界が生成され、交番磁界の磁束が形成され、主に定着ベルト３１の発熱層３１１が電磁誘導作用によって発熱し、定着ベルト３１が予め定められた定着温度まで加熱される。
【０１０９】
そして、この定着装置３０では、定着ベルト３１が予め定められた定着温度Ｔｓに加熱されると、図１に示すように、未定着トナー像が転写された記録用紙２１が、定着ベルト３１と加熱ロール３２との間のニップ部Ｎに搬送され、定着ベルト３１及び加熱ロール３２による加熱・加圧作用によって、未定着トナー像が加熱溶融されて記録用紙２１上に定着された後、定着ベルト３１から剥離され、図２に示すように、排出ロール２２によってカラー画像形成装置１の上部に設けられた排出トレイ２３上に排出される。
【０１１０】
その際、上記カラー画像形成装置１では、Ａ３サイズやＡ４サイズ、あるいはＢ４サイズやＢ５サイズ、レターサイズ等の種々のサイズの記録用紙２１に画像を形成することが可能となっている。また、このカラー画像形成装置１では、図１１に示すように、記録用紙２１の搬送方向と交差する方向の中央部を基準（所謂センターレジ）にて、記録用紙２１を搬送するように構成されている。
【０１１１】
このとき、上記定着装置３０において、図１１に示すように、例えば、Ａ４サイズの記録用紙２１を長さが相対的に短い短辺２１ａを先頭にした縦送り（ＳＥＦ）にて連続的に通紙した場合には、記録用紙２１が通過する定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの温度は、定着ベルト３１の発熱層３１２の発熱量が定着に必要な熱量とバランスするように設定することで、定着ベルト３１の熱が記録用紙２１によって奪われるため、予め定められた定着温度Ｔｆ近傍に維持される。一方、記録用紙２１が通過しない定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂは、定着ベルト３１の熱が記録用紙２１によって奪われることがないため、予め定められた定着温度Ｔｆ以上の上限値Ｔｌｉｍ近傍まで上昇する。
【０１１２】
このように、上記定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が上限値Ｔｌｉｍ近傍まで上昇すると、感温磁性材料からなる定着ベルト３１の基材層３１１は、例えば２２５℃前後に設定された透磁率変化開始温度を超えるため、強磁性体から非磁性体へと変化する。と同時に、定着ベルト３１の内周に非接触状態で配設された温度制御部材３４も、定着ベルト３１の基材層３１１と同様に感温磁性材料からなり、定着ベルト３１から空気を介して伝達された熱によって加熱されるとともに、当該温度制御部材３４は、交番磁界発生装置３３にて生成される交番磁界によって発熱し、透磁率変化開始温度を超えるため、やはり強磁性体から非磁性体へと変化する。
【０１１３】
このとき、上記温度制御部材３４の温度は、当該温度制御部材３４が交番磁界発生装置３３にて生成される交番磁界によって発熱する自己発熱量Ｗと、定着ベルト３１から受ける熱によって決まる。この温度制御部材３４のジュール熱による発熱量Ｗは、上述したように、Ｗ＝Ｉ2Ｒで与えられ、発熱制御部材３４の電気抵抗Ｒと渦電流Ｉの大きさに依存する。
【０１１４】
そして、上記の如く定着ベルト３１の基材層３１１及び発熱制御部材３４が非磁性体へと変化すると、交番磁界発生装置３３にて生成された交番磁界は、図１０に示すように、定着ベルト３１の基材層３１１及び発熱制御部材３４を透過して、発熱制御部材３４と非磁性金属誘導部材３５との間の空間及び非磁性金属誘導部材３５の内部を通過した後に励磁コイル５６へと戻り、定着ベルト３１の発熱層３１２及び発熱制御部材３４を通過する磁束の磁束密度が低下するため、定着ベルト３１の発熱層３１２及び発熱制御部材３４における発熱量が減少し、図１１に示すように、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が低下することになる。そのため、記録用紙２１の連続通紙時においては、上記定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度上昇が抑制されつつ、定着処理が継続される。
【０１１５】
このように、上記発熱制御部材３４は、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が透磁率変化開始温度を超える温度に上昇した際に、当該発熱制御部材３４が定着ベルト３１の基材層３１１と共に非磁性体へと変化して、図１０に示すように、定着ベルト３１の基材層３１１と共に交番磁界発生装置３３により生成された交番磁界を透過させて、定着ベルト３１の発熱層３１２を通過する磁束の磁束密度を減少させ、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度上昇を抑制する。
【０１１６】
本実施例では発熱制御部材３４は、更に、図５及び図１０に示すように、交番磁界発生装置３３の外部磁路形成部材としての磁心５８とともに、磁束が通過する磁路を形成する部材であり、当該発熱制御部材３４によって形成される磁路は、発熱制御部材３４の比透磁率等に依存する。上記発熱制御部材３４は、比透磁率μrが温度に依存して変化する感温磁性材料を含むように構成されており、透磁率変化開始温度付近前後の磁気特性が急激に変化する特性を利用した定着ベルト３１の過剰な温度上昇を検出する温度センサーとしての機能を有している。
【０１１７】
上記発熱制御部材３４が定着ベルト３１の非通紙部Ｆｂの温度上昇を抑制するために必要な条件は、図９に示すように、感温磁性材料からなる発熱制御部材３４の通紙領域Ｆｓを、発熱制御部材３４の強磁性体領域（１）及び遷移領域（２）に維持するとともに、非通紙領域Ｆｂを非磁性変態化領域（３）及び非磁性領域（４）の状態に維持することにある。
【０１１８】
具体的には、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓは、１４０〜１６０℃程度に維持され、透磁率変化開始温度近傍より低い温度領域にあり、発熱制御部材３４が強磁性体として機能することにより、図５に示すように、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの磁束密度を高磁束密度化して励磁コイル５６との間で閉磁路を形成し続ける必要がある。そして、発熱制御部材３４が強磁性体化して閉磁路を形成し続けることによって、高磁束密度化で磁気結合を向上させて定着ベルト３１に流れる渦電流Ｉを増加させることにある。
【０１１９】
一方、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂは、図１１に示すように、透磁率変化開始温度（Ｔｃｕ）近傍より高い温度領域にあり、発熱制御部材３４が非磁性体へと変態する。これにより、図１０に示すように、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの磁束密度を低下させている。発熱制御部材３４が、非磁性体化することによって磁束が貫通し、非磁性金属誘導部材３５へ磁束を誘導して定着ベルト３１に流れる渦電流量Ｉを抑制しているので、結果として定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの発熱が抑制される。
【０１２０】
しかしながら、電磁誘導による磁束により、渦電流損やヒステリシス損によって発熱制御部材３４が自己発熱してしまう。この発熱制御部材３４の自己発熱量が大きいと、発熱制御部材３４の温度が上昇して、定着ベルトの温度は発熱を抑制したいほど上がっていないにもかかわらず、自己の発熱により透磁率変化開始温度を超えて非磁性体化してしまい、発熱を抑制する必要のない時に抑制効果が発現してしまう虞れがある。よって、本実施例では上記発熱制御部材３４は、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度を抑制するために必要な部材であるので、自己発熱による意図しない温度上昇はできる限り小さくする必要がある。
【０１２１】
そこで、本実施例における遮断部または空間部または凹部として、スリット７０を用いた。上記発熱制御部材３４の自己発熱による意図しない温度上昇を抑制するため、図１２に示すように、発熱制御部材３４の長手方向（定着ベルト３１の軸方向）と略９０度交差する方向に沿ったスリット７０を、発熱制御部材３４の長手方向に沿って予め定められた間隔で複数設けた。スリット７０があるので、発熱制御部材３４が強磁性体化しているときに、当該発熱制御部材３４に流れる大きな渦電流の流れが遮断され、発熱制御部材３４の発熱が抑えられている。
【０１２２】
しかしながら、上記発熱制御部材３４の長手方向と略９０度交差する方向に沿った複数のスリットを設けた場合には、当該発熱制御部材３４に流れる渦電流を遮断し、発熱制御部材３４の発熱を抑えることができる半面、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が上限値Ｔｌｉｍ近傍まで上昇しても、発熱制御部材３４の温度が透磁率変化開始温度（Ｔｃｕ）を超える時期が遅れることになる。なぜなら、定着ベルトは非通紙領域と通紙領域との境目は定着ベルト自体の伝熱により、最初は通紙領域の温度が低くても非通紙領域の熱が伝わり温度が上がってきてしまい、端部と通紙領域中央部との温度差ができてしまう。しかし、その温度差は非通紙領域と通紙領域の差ほど大きくなく、更に本実施例では定着ベルトと発熱制御部材３４の間には空気層があるため発熱制御部材３４と定着ベルトが同じ温度になるには時間がかかる。そのため、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が上限値Ｔｌｉｍ近傍まで上昇しても、発熱制御部材３４が強磁性体化したままで、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの加熱が継続されてしまい、当該定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの熱が熱伝導によって通紙領域Ｆｓへと伝わり、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの端部近傍の温度が設定された定着温度１４０〜１６０℃を大きく上回り、２００℃前後まで上昇して、記録用紙２１上のトナー像に高温オフセットを生じる虞れが生じる。
【０１２３】
そこで、この実施の形態では、スリット７０により発熱制御部材３４の過剰な温度上昇を抑制しつつ、スリット７０を貫通させずに発熱制御部材３４の熱伝達を行う部分を残すことで、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの端部近傍の温度が上昇し過ぎることに起因して、記録用紙２１上のトナー像に高温オフセットを生じるのを抑制することを可能としている。なお、この貫通させずに残した部分が、本実施例における連続部である連続部７２に相当する。
【０１２４】
ここで、本実施例の形態である連続部７２とスリット７０がある場合の温度変化を、スリット７０があって連続部７２がない場合、スリット７０がなくて連続部７２のみがある場合とを比較対照として説明する。
【０１２５】
即ち、本実施例の形態である連続部７２とスリット７０がある場合、定着ベルトの温度は、図１８（ａ）に示すように、初期も連続通紙時も、共に本来の制御温度となるように制御可能であるのに対して、スリット７０があって連続部７２がない場合には、図１８（ｂ）に示すように、初期的には、本来の制御温度となるように制御可能であるものの、連続通紙時に定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が上限値Ｔｌｉｍ近傍まで上昇しても、発熱制御部材３４の非通紙部の熱がスリット７０によって遮断されて通紙部側へ伝達されないため、発熱制御部材３４の通紙部は、強磁性体化したままで、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの加熱が継続されてしまい、当該定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの熱が熱伝導によって通紙領域Ｆｓへと伝わり、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの端部近傍の温度が設定された定着温度１４０〜１６０℃を大きく上回り、２００℃前後まで上昇して、記録用紙２１上のトナー像に高温オフセットを生じる虞れが生じる。
【０１２６】
また、スリット７０がなくて連続部７２のみがある場合には、図１８（ｃ）に示すように、初期的には、本来の制御温度となるように制御可能であるものの、連続通紙時に発熱制御部材３４の非通紙部の温度が上昇すると、発熱制御部材３４の非通紙部の熱が通紙部へも伝達され、発熱制御部材３４全体が常磁性体へと変化し、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂ及び通紙領域Ｆｓの加熱が遮断されてしまい、当該定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの温度が不本位に低下してしまう虞れがある。
【０１２７】
なお、この連続部は本実施例では発熱制御部材３４の長手方向に沿った全長にわたって連続した連続部７２である。
【０１２８】
ここで、この実施の形態の発熱制御部材３４は、図１に示すように、定着ベルト３１の内周面に予め定められた間隙を介して対向するように、その中央部分３４ａが予め定められた中心角θを有する円弧形状に配置されている。この発熱制御部材３４の周方向に沿った一端部３４ｂは、図１３中、下方に向けて折り曲げられており、図１に示すように、当該下向折曲部３４ｂが支持部材３７に設けられた補助部材６２にネジ止め等の手段によって固定されている。また、発熱制御部材３４の他端部３４ｃは、半径方向の略中心部へ向けて短く折り曲げられた後、内側の端部３４ｄが予め定められた長さだけ下方に向けて略直角に折り曲げられており、図１に示すように、当該下向折曲部３４ｄが支持部材３７に非磁性金属誘導部材３５の端部と共にネジ止め等の手段によって固定されている。
【０１２９】
上記発熱制御部材３４は、上述したように、Ｆｅ−Ｎｉの二元系整磁鋼等の合金によって、例えば１００〜２００μｍの厚さを有する薄板状に形成されており、その剛性は小さいが、図１３に示すような異形断面形状に形成することにより、その剛性を向上させることができる。
【０１３０】
ただし、上記発熱制御部材３４は、図１２に示すように、複数のスリットからなるスリット群を形成すると、当該発熱制御部材３４の剛性が低下することになる。
【０１３１】
そこで、この実施の形態では、図１４に示すように、発熱制御部材３４の自己発熱による意図しない温度上昇を抑制するため、発熱制御部材３４には、その長手方向（定着ベルト３１の軸方向）と略９０度交差する方向に沿った遮断手段の遮断部としてのスリット７０を、発熱制御部材３４の長手方向に沿って予め定められた間隔で複数設けたスリット群７１が形成されている。
【０１３２】
ただし、上記発熱制御部材３４のスリット７０は、発熱制御部材３４の長手方向と略９０度交差する方向に沿った円弧形状部３４ａの全領域にわたって設けるのではなく、円弧形状部３４ａの上端近傍に位置する領域Ｒ３に対応した部分には、スリット７０を設けず、発熱制御部材３４の長手方向に沿った全長にわたって連続した連続部７２として構成されている。
【０１３３】
このように構成することで、上記発熱制御部材３４の連続部７２は、発熱制御部材３４の長手方向に沿った全長にわたって連続しているため、薄板状に形成された発熱制御部材３４の剛性を高め、当該発熱制御部材３４の組み立て性を向上させている。
【０１３４】
なお、上記連続部７２の幅は、当該発熱制御部材３４の厚さｔ、後述する励磁コイルの空孔部幅等のパラメータとともに、連続部７２に発生する渦電流による発熱量などを考慮して決定される。
【０１３５】
また、この実施の形態では、発熱制御部材３４にスリット７０を形成する場合であっても、図１３に示すように、後述する励磁コイルの端部付近の対向部位置付近に当たる取付部となる下向折曲部３４ｂ、３４ｄには多くの渦電流は流れないこともあり、スリット７０を設けないのは勿論のこと、発熱制御部材３４の円弧状部３４ａと下向折曲部３４ｂ及び他端部３４ｃとの境界となるエッジ部には、スリット７０を設けないように構成されている。なお、上記発熱制御部材３４の剛性には影響しない他端部３４ｃは、たとえ短い長さであっても磁界の影響を受ける部分であり、スリット７０本来の効果を高めるため、スリット７０が設けられている。
【０１３６】
上記定着装置３０では、図１１に示すように、Ａ４サイズ等の小サイズの記録用紙２１を、長さが相対的に短い短辺２１ａを先頭にして縦送りにより搬送して定着する際に、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が上昇して、定着ベルト３１の基材層３１１が透磁率変化開始温度（Ｔｃｕ）より高い温度となっても、発熱制御部材３４には、図１４に示すように、当該発熱制御部材３４には、複数のスリット７０からなるスリット群７１が設けられているため、発熱制御部材３４の電磁誘導作用による渦電流が複数のスリット７０からなるスリット群７１によって遮断され、発熱制御部材３４の自己発熱が抑制されている。
【０１３７】
そのため、上記発熱制御部材３４は、それ自体の温度上昇が抑制され、発熱制御部材３４の温度が不必要なときに透磁率変化開始温度（Ｔｃｕ）を上回って非磁性体へと移行し、図１０に示すように、定着ベルト３１の発熱層３１２の発熱が不本位に抑制されてしまい、磁気結合度が低下したり、定着ベルト３１の非通紙部昇温抑制効果が効かなくなるのを回避することができる。
【０１３８】
更に、上記発熱制御部材３４には、図１４に示すように、複数のスリット７０からなるスリット群７１の一部に、発熱制御部材３４の長手方向に沿って連続した連続部７２が設けられているが、本実施例におけるこの連続部７２は図１２と図１４の自己発熱抑制効果に大きな差がない位置に設けている。
【０１３９】
ここで、連続部７２を図１２と図１４の自己発熱抑制効果に大きな差がない位置に設けた場合、発熱制御部材３４の温度は、図１９（ａ）に示すように、初期状態に対して連続定着時に発熱制御部材３４の通紙領域Ｆｓの熱が連続部７２を介した熱伝導によって上昇し、端部近傍に変化が現れる。これに対して、発熱制御部材３４の自己発熱抑制効果に大きな差がある位置に設けると、発熱制御部材３４の温度は、図１９（ｂ）に示すように、初期状態に対して連続定着時に発熱制御部材３４の通紙領域Ｆｓの熱が連続部７２を介した熱伝導によって上昇し、端部近傍以外にも変化が現れてしまうことになる虞れがある。
【０１４０】
発熱制御部材３４に流れようとする渦電流の主経路は、図１２に示すように、対向する励磁コイル５６の形状を正射影した経路であり、図８に示すコイルの空孔部の対向位置にあたる発熱制御部材３４の図１０における領域Ｒ３の部位に当たる連続部７２は渦電流の流れる量が少ない位置である。図８における励磁コイルの磁界強度分布からもわかるように、発熱制御部材３４において渦電流が強く流れる位置は励磁コイルの磁界強度分布最大位置に対向する位置であり、励磁コイル空孔部の対向位置は磁界強度が弱く、渦電流の主経路の流れの中心位置であるため渦電流湯は多く流れない（流れにくい）位置である。よって連続部を設けても自己発熱の抑制効果はほぼ同じにすることが可能になる、連続部は励磁コイル空孔部かもしくは励磁コイル端部付近の対向部位置が連続部として最も望ましい位置であり、本実施例ではその実施形態を用いている。
【０１４１】
本実施例の特徴は、発熱制御部材３４に渦電流が多く流れる、いわゆる渦電流の主経路にスリットを入れ、渦電流の流れが少ない部位を連結して連続部７２を設けた点である。特に連続部７２は発熱しにくい部位でありながら、励磁コイル５６に対向する加熱領域であり、定着ベルト３１からの伝熱量が多く、発熱制御部材自体の熱を軸方向に熱伝導する部位としては好適な位置といえる。
【０１４２】
その結果、上記発熱制御部材３４は、図１５に示すように、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度上昇に伴って、当該発熱制御部材３４の連続部７２による自己発熱も加わって、発熱制御部材３４の定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂに対応した非通紙領域Ｆｂの温度が上昇すると、発熱制御部材３４の温度が透磁率変化開始温度（Ｔｃｕ）を上回って非磁性体へと移行し、図１０に示すように、定着ベルト３１の非通紙領域Ｆｂの温度が過剰に上昇するのを抑制している。
【０１４３】
しかも、上記発熱制御部材３４には、図１４に示すように、連続部７２が設けられているため、発熱制御部材３４の非通紙領域Ｆｂの温度が透磁率変化開始温度（Ｔｃｕ）を上回る温度に上昇すると、当該発熱制御部材３４の非通紙領域Ｆｂの熱が、発熱制御部材３４の通紙領域Ｆｓへと熱伝導によって伝わり、発熱制御部材３４の非通紙領域Ｆｂに隣接した通紙領域Ｆｓの温度が透磁率変化開始温度（Ｔｃｕ）を上回る。
【０１４４】
すると、上記発熱制御部材３４は、その非通紙領域Ｆｂに隣接した通紙領域Ｆｓが非磁性体へと変化し、励磁コイル５６で発生した交番磁界の磁束が、発熱制御部材３４の非通紙領域Ｆｂに隣接した通紙領域Ｆｓを透過し、定着ベルト３１の発熱層３１２の非通紙領域Ｆｂに隣接した通紙領域Ｆｓにおける磁束密度が低下するため、定着ベルト３１の発熱層３１２の通紙領域Ｆｓの端部近傍における発熱が抑制されることになる。
【０１４５】
したがって、上記定着装置３０では、小サイズの記録用紙２１を連続して通紙した場合であっても、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの端部近傍における温度が過剰に上昇するのを抑制され、かつ、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの端部近傍等が高温となって、記録用紙２１に高温オフセットが発生するのを抑制される。
【０１４６】
実施の形態２
図１６はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、前記遮断手段の連続部に、前記交番磁界発生手段からの電磁誘導作用により前記発熱制御部材に発生する渦電流を遮断する遮断部を設けるように構成されている。
【０１４７】
すなわち、この実施の形態２では、図１６（ａ）に示すように、発熱制御部材３４の連続部７２に、交番磁界発生装置３３からの電磁誘導作用により発熱制御部材３４に発生する渦電流を遮断する遮断部としての複数のスリット７３が、発熱制御部材３４の長さ方向に沿って予め定められた長さに分割されて設けられている。
【０１４８】
また、上記複数のスリット７３は、図１６（ａ）に示すように、発熱制御部材３４のスリット７０が設けられた位置に対応して、当該スリット７０と交差するように設けても、図１６（ｂ）に示すように、発熱制御部材３４のスリット７０が設けられていない位置に対応して、当該スリット７０と交差するように設けても良い。
【０１４９】
このように、上記発熱制御部材３４の連続部７２にスリット７３を設けることによって、連続部７２に発生する渦電流をスリット７３によって遮断することができ、発熱制御部材３４の発熱作用を細かく制御することが可能となる。
【０１５０】
また、上記スリット７３の長さや間隙を適宜設定することにより、発熱制御部材３４の発熱作用を更に細かく制御することが可能となる。
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５１】
実施の形態３
図１７はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、前記遮断手段の遮断部を、前記発熱制御部材に対して前記加熱回転体の軸方向に沿って傾斜した状態で設けるように構成されている。
【０１５２】
すなわち、この実施の形態３では、図１７に示すように、発熱制御部材３４に、交番磁界発生装置３３からの電磁誘導作用により発熱制御部材３４に発生する渦電流を遮断する遮断部としての複数のスリット７０が、発熱制御部材３４の長さ方向に対して予め定められた角度だけ傾斜した状態で設けられている。
【０１５３】
このように、複数のスリット７０を発熱制御部材３４の長さ方向に対して予め定められた角度だけ傾斜した状態で設けることにより、連続部７２と共に発熱制御部材３４の長さ方向に沿った熱の移動をある程度許容することができ、定着ベルト３１の通紙領域Ｆｓの端部近傍の温度上昇を効果的に抑制することが可能となる。
【０１５４】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５５】
実施の形態４
図２０はこの発明の実施の形態４を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態４では、電磁誘導によって発熱する発熱体と、前記発熱体からの熱を受け、他の部材を加熱しつつ軸回りに回転する加熱回転体と、前記加熱回転体に対向配置され、前記発熱体を電磁誘導によって発熱させる磁界を発生させる磁界発生手段と、前記加熱回転体と前記磁界発生手段と対向するように配置され、磁路を形成する複数の磁路形成手段と、前記複数の磁路形成手段同士を前記軸の方向につなぐ連続部とを備えるように構成されている。
【０１５６】
すなわち、この実施の形態４では、図２０（ａ）に示すように、発熱制御部材３４が定着ベルト３１の内面に接触するように配置されている。また、発熱制御部材３４は、本実施例では、Ｆｅ−Ｎｉ合金を用いて、本実施例における定着ベルトの基材層３１１の厚さ５０μｍよりも厚い３００μｍの厚さに設定した。発熱制御部材３４の厚さは、厚ければ厚いほど、渦電流が流れやすい。本実施例では、発熱制御部材３４を定着ベルト３１に接触させているため、発熱制御部材３４の自己発熱は前記実施例に比べると許容される。また、発熱制御部材３４を薄く製作するのはコストがかかったため、本実施例では厚さを３００μｍとした。
【０１５７】
また、この実施の形態４では、図２０（ｂ）に示すように、定着ベルト３１と励磁コイルと対向するように配置され、磁路を形成する複数の磁路形成部材３４1、３４2、３４3・・・と、これら複数の磁路形成部材３４1、３４2、３４3・・・同士を軸の方向につなぐ連続部７２とを備えるように構成されている。
【０１５８】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５９】
実施の形態５
図２１はこの発明の実施の形態５を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態５では、前記連続部は、前記加熱回転体によって加熱される被加熱体の両端に対応した部分に設けるように構成されている。
【０１６０】
すなわち、この実施の形態５では、図２１に示すように、発熱制御部材３４の連続部７２を定着ベルト３１の全長にわたって設けるのではなく、発熱制御部材３４の連続部を定着ベルト３１の記録用紙の端部（両端部又は端部を基準に用紙を搬送する場合には一方の端部）に対応した部分にのみ設けるように構成されている。
【０１６１】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【０１６２】
実施の形態６
図２２はこの発明の実施の形態６を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態６では、加熱回転体と発熱体とが別体となるように構成されている。
【０１６３】
すなわち、この実施の形態６では、図２２に示すように、発熱体としての発熱ロール８０を備えており、当該発熱ロール８０の外周には、他のロール８１との間に加熱回転体として定着ベルト３１が張架されていて、定着ベルト３１は発熱体を備えていない。上記発熱ロール８０の内部には、磁路形成手段３４が配設されているとともに、発熱ロール８０の外周には、磁界発生手段としての励磁コイルが設けられている。
【０１６４】
このように、加熱回転体が必ずしても発熱体を備えている必要はなく、加熱回転体と発熱体とが別体となるように構成しても勿論よい。
【０１６５】
その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
この発明は、電子写真方式を用いたプリンターや複写機等の画像形成装置の定着装置として適用されるが、これに限られるものではなく電磁誘導加熱装置全般に適用できる。例えば予め定められた温度に加熱される加熱回転体を用いて他の部材を回転し、フィルム部材などを予め定められた温度に加熱して溶着処理を行うための用いられる電磁誘導加熱装置などとして広く用いることができる。
【符号の説明】
【０１６７】
２１：記録倍体、３０：定着装置、３１：定着ベルト、３１２：導電層、３２：加熱ロール、３４：発熱制御部材、７０：スリット、７２：連続部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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