(57)【要約】【課題】定着加圧部材が熱膨張しその径が変化しても、記録材にしわや変形が生じにくい画像形成装置を提供する。【解決手段】用紙Ｐにトナーを定着する定着ベルト６１と、定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着画像を保持した用紙Ｐを挿通するためのニップ部Ｎを形成する加圧ロール６２と、加圧ロール６２を回転させることで定着ベルト６１を回転させる駆動部と、を有する定着ユニット６０と、定着ベルト６１から伝達ギヤを介して回転する駆動ロール１１０と、駆動ロール１１０との間に定着ユニット６０によってトナー像が定着された用紙Ｐが挿入される押圧部を形成して回転する押圧ロール１２０と、を有するデカーラ１００と、を備えることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図２
2011022459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材にトナーを定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成する定着加圧部材と、当該定着加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、を有する定着手段と、
前記定着部材から駆動伝達部材を介して回転する駆動回転体と、当該駆動回転体との間に前記定着手段によってトナー像が定着された記録材が挿入される押圧部を形成して回転することで前記記録材の巻き癖を矯正する押圧回転体と、を有する記録材排紙手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記定着手段は、前記定着加圧部材を、定着を行なうときには前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成し、定着を行なわないときには当該定着部材から離間するように移動させる移動機構を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動部は、前記定着加圧部材が前記定着部材と圧接しているときは、当該定着加圧部材を回転させ、当該定着加圧部材が当該定着部材と離間しているときは、当該定着加圧部材および当該定着部材を回転させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記定着手段は、前記定着部材の回転を検知する回転検知計を更に有し、当該回転検知計は、前記駆動伝達部材を介して回転することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記定着部材は、電磁誘導加熱されることで前記記録材にトナーを定着する導電層を有し、
前記定着手段は、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を更に有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
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前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、
前記記録材にトナーを定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成する定着加圧部材と、当該定着加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、を有する定着手段と、
前記定着部材から駆動伝達部材を介して回転する駆動回転体と、当該駆動回転体との間に前記定着手段によってトナー像が定着された記録材が挿入される押圧部を形成して回転することで前記記録材の巻き癖を矯正する押圧回転体と、を有する記録材排紙手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記定着加圧部材の回転数を制御することで、前記定着部材の回転数を制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項６に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、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた複写機、プリンタ等の画像形成装置には、熱と圧力を同時に加え、記録材上に転写されたトナーの樹脂成分を溶着させる定着装置が用いられている。
特許文献１には、発熱層を有する定着ベルトを介して磁界発生装置と対向して配置して、キュリー点を持つ感温磁性金属材料を含んで構成される発熱制御部材を設け、この発熱制御部材を構成する感温磁性金属材料のキュリー点を境とする磁性・非磁性化を利用し、発熱層の発熱を制御する定着装置が記載されている。
また特許文献２には、加熱ローラと加圧ローラとからなる定着部から出た用紙を、その下流側に配置された排紙ローラとその周面に押圧する第１ピンチローラと第２ピンチローラとで押圧挟持しながら排紙するとき、調整レバーの回動位置により、第１ピンチローラと第２ピンチローラとの配置間隔を広狭調整する定着装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１５２２４７号公報
【特許文献２】特開２００４−１７７８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、記録材を定着部材に圧接しつつ回転駆動することにより定着を行なう定着加圧部材を備える定着装置を備えた画像形成装置においては、定着加圧部材の熱膨張によりその径が変化することがある。そのため定着加圧部材の回転周速度に変化が生じるので、記録材の搬送速度に変化が生じる場合がある。この場合、排紙部に設けられる例えばロールなどの回転体の回転速度の間にずれが生じ、記録材にしわや変形が生じることがあった。
本発明は、定着加圧部材が熱膨張しその径が変化しても、記録材にしわや変形が生じにくい画像形成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】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、記録材にトナーを定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成する定着加圧部材と、当該定着加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、を有する定着手段と、前記定着部材から駆動伝達部材を介して回転する駆動回転体と、当該駆動回転体との間に前記定着手段によってトナー像が定着された記録材が挿入される押圧部を形成して回転することで前記記録材の巻き癖を矯正する押圧回転体と、を有する記録材排紙手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、前記定着手段は、前記定着加圧部材を、定着を行なうときには前記定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成し、定着を行なわないときには当該定着部材から離間するように移動させる移動機構を更に有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、前記駆動部は、前記定着加圧部材が前記定着部材と圧接しているときは、当該定着加圧部材を回転させ、当該定着加圧部材が当該定着部材と離間しているときは、当該定着加圧部材および当該定着部材を回転させることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、前記定着手段は、前記定着部材の回転を検知する回転検知計を更に有し、当該回転検知計は、前記駆動伝達部材を介して回転することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置である。
請求項５に記載の発明は、前記定着部材は、電磁誘導加熱されることで前記記録材にトナーを定着する導電層を有し、前記定着手段は、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を更に有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置である。
【０００７】
請求項６に記載の発明は、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前記トナー像を記録材上に転写する転写手段と、前記記録材にトナーを定着する定着部材と、当該定着部材の外周面に圧接することで当該定着部材との間に未定着画像を保持した記録材を挿通するための定着加圧部を形成する定着加圧部材と、当該定着加圧部材を回転させることで当該定着部材を回転させる駆動部と、を有する定着手段と、前記定着部材から駆動伝達部材を介して回転する駆動回転体と、当該駆動回転体との間に前記定着手段によってトナー像が定着された記録材が挿入される押圧部を形成して回転することで前記記録材の巻き癖を矯正する押圧回転体と、を有する記録材排紙手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
請求項７に記載の発明は、前記定着加圧部材の回転数を制御することで、前記定着部材の回転数を制御する制御部を更に有することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、記録材にしわや変形が生じにくい画像形成装置を提供できる。
請求項２の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、定着加圧部材に復元しない変形が生じるのを抑制することができる。
請求項３の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、定着加圧部材が定着部材と圧接しているときは、定着加圧部材の回転により定着部材を回転させることができ、離間しているときは、定着加圧部材および定着部材の熱分布を均一化しやすくなる。
請求項４の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、定着部材の回転数の変動の大きさの幅をより小さくすることができる。
請求項５の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、ウォームアップタイムが短縮される。
請求項６の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、より安定した画像を形成できる画像形成装置を提供できる。
請求項７の発明によれば、本発明を採用しない場合に比べ、定着部材の回転数の変動の大きさの幅をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態の画像形成装置の構成例を示した図である。
【図２】定着ユニットおよびデカーラの構成を示す断面図である。
【図３】デカーラの要部を説明した図である。
【図４】定着ベルトの断面層構成図である。
【図５】ＩＨヒータの構成を説明する断面図である。
【図６】定着ベルトの温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線の状態を説明する図である。
【図７】移動機構により加圧ロールを定着ベルトから離間させた状態を説明した図である。
【図８】加圧ロールと定着ベルトの駆動機構について説明した図であり、図２において用紙Ｐの定着部の用紙Ｐの挿入側から見た図である。
【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。
＜画像形成装置の説明＞
図１は本実施の形態の画像形成装置の構成例を示した図である。図１に示す画像形成装置１は、所謂タンデム型のカラープリンタであり、画像データに基づき画像形成を行う画像形成部１０、画像形成装置１全体の動作を制御する制御部３１を備えている。さらには、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像保持体の一例としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２の表面を予め定めた電位で一様に帯電する帯電器１３、帯電器１３によって帯電された感光体ドラム１２を各色画像データに基づき露光するＬＥＤ（Light Emitting Diode）プリントヘッド１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５、転写後の感光体ドラム１２表面を清掃するドラムクリーナ１６を備えている。
画像形成ユニット１１各々は、現像器１５に収納されるトナーを除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。
【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、定着ユニット６０でカールした用紙Ｐを矯正する記録材排紙手段の一例としてのデカーラ１００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、各色毎の画像データとなって各画像形成ユニット１１に送られる。そして、例えば黒（Ｋ）色トナー像を形成する画像形成ユニット１１Ｋでは、感光体ドラム１２が矢印Ａ方向に回転しながら帯電器１３により予め定めた電位で一様に帯電され、画像処理部３３から送信されたＫ色画像データに基づきＬＥＤプリントヘッド１４が感光体ドラム１２を走査露光する。それにより、感光体ドラム１２上にはＫ色画像に関する静電潜像が形成される。感光体ドラム１２上に形成されたＫ色静電潜像は現像器１５により現像され、感光体ドラム１２上にＫ色トナー像が形成される。同様に、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃにおいても、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の各色トナー像が形成される。
【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】
＜定着ユニットおよびデカーラの構成の説明＞
次に、本実施の形態の画像形成装置を構成する定着ユニット６０およびデカーラ１００について説明する。
図２は、定着ユニット６０およびデカーラ１００の構成を示す断面図である。
定着ユニット６０は、交流磁界を生成する磁界生成部材の一例としてのＩＨ（Induction Heating）ヒータ８０、ＩＨヒータ８０により電磁誘導加熱されてトナー像を定着する定着部材の一例としての定着ベルト６１、定着ベルト６１に対向するように配置された定着加圧部材の一例としての加圧ロール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。また詳しくは後述するが、定着ユニット６０は、加圧ロール６２を、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着画像を保持した用紙Ｐを挿通するためのニップ部Ｎ（定着加圧部）を形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動させる移動機構２００を備える。
【００１８】
ここで図３は、デカーラ１００の要部を説明した図である。以下、図２および図３を使用してデカーラ１００について説明する。
デカーラ１００は、駆動モータ（図示せず）により回転する回転軸１１１と、回転軸１１１と一体に回転する駆動回転体の一例としての駆動ロール１１０を備えている。また、駆動ロール１１０との間に押圧部を形成して回転する押圧回転体の一例としての押圧ロール１２０と、駆動ロール１１０の回転軸１１１が回転自在に取り付けられた記録材排紙ガイド部材１３０とを有している。記録材排紙ガイド部材１３０は、リブ形状１３１１を有する第１のガイド部材１３１と、第１のガイド部材１３１に取り付けられ、平面部１３２１を有する第２のガイド部材１３２とから構成されている。図３に示したように、第２のガイド部材１３２の平面部１３２１は、その端部１３２２が、駆動ロール１１０の回転軸１１１の位置より排紙口方向下流の、駆動ロール１１０の半径に相当する長さの位置に達した箇所で、第１のガイド部材１３１の内側に入り込むように形成されている。
駆動ロール１１０の回転軸１１１は、駆動伝達部材としての伝達ギヤ（図示せず）を介して伝達された駆動モータからの駆動トルクによって矢印Ｆの方向に回転する。押圧ロール１２０は、押圧バネ１２１により駆動ロール１１０に押圧され、駆動ロール１１０の回転に応じて、矢印Ｇの方向に回転する。
【００１９】
定着ユニット６０のニップ部Ｎを通過することによってトナー像が定着された用紙Ｐは、記録材排紙ガイド部材１３０によって排紙方向（矢印Ｅ）が規制され、駆動ロール１１０と押圧ロール１２０との間に形成された押圧部に挿入された後、画像形成装置１の排紙口方向に搬送される。
【００２０】
また、定着ユニット６０のニップ部Ｎを通過した用紙Ｐは、定着ベルト６１の側にカールした状態、所謂アップカールの状態となっている。そして、駆動ロール１１０と押圧ロール１２０との間に形成された押圧部を通過する際にこのカール（巻き癖）が矯正される。つまり、押圧ロール１２０は、ステンレス等の材料からなる所謂硬質ロールとなっており、また駆動ロール１１０は、表面が樹脂、ゴム等の材料からなる所謂軟質ロールとなっている。そのため押圧ロール１２０が駆動ロール１１０に食い込むことにより、用紙Ｐは、押圧部においてアップカールした方向とは逆の方向、即ちダウンカールする向きの力を受ける。よって、デカーラ１００により用紙Ｐのカールを除去し、矯正した後、用紙Ｐを画像形成装置１の排紙口方向に搬送することができる。
【００２１】
＜定着ベルトの説明＞
定着ベルト６１は、原形が円筒形状の無端のベルト部材で構成され、例えば原形（円筒形状）時の直径が３０ｍｍ、幅方向長が３８０ｍｍに形成されている。また、図４（定着ベルト６１の断面層構成図）に示したように、定着ベルト６１は、基材層６１１、基材層６１１の上に積層された導電発熱層６１２、トナー像の定着性を向上させる弾性層６１３、最上層に被覆された表面離型層６１４からなる多層構造のベルト部材である。
【００２２】
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。
【００２３】
導電発熱層６１２は、導電層の一例であって、ＩＨヒータ８０にて生成される交流磁界によって電磁誘導加熱される電磁誘導発熱体層である。すなわち、導電発熱層６１２は、ＩＨヒータ８０からの交流磁界が厚さ方向に通過することにより、渦電流を発生させる層である。
通常、ＩＨヒータ８０に交流電流を供給する励磁回路（後段の図５も参照）の電源として、安価に製造できる汎用電源が使用される。そのため、ＩＨヒータ８０により生成される交流磁界の周波数は、一般に、汎用電源による２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚとなる。それにより、導電発熱層６１２は、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が侵入し通過するように構成される。
【００２４】
導電発熱層６１２に交流磁界が侵入できる領域は、交流磁界が１/ｅに減衰する領域である「表皮深さ（δ）」として規定され、次の〔１〕式から導かれる。〔１〕式において、ｆは交流磁界の周波数（例えば、２０ｋＨｚ）、ρは固有抵抗値（Ω・ｍ）、μｒは比透磁率である。
そのため、導電発熱層６１２の厚さは、周波数２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流磁界が導電発熱層６１２を侵入し通過するように、〔１〕式で規定される導電発熱層６１２の表皮深さ（δ）よりも薄層に構成される。また、導電発熱層６１２を構成する材料として、例えば、Ａｕ,Ａｇ,Ａｌ,Ｃｕ,Ｚｎ,Ｓｎ,Ｐｂ,Ｂｉ,Ｂｅ,Ｓｂ等の金属や、これらの金属合金が用いられる。
【００２５】
【数１】
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【００２６】
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）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。
【００２７】
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。
【００２８】
＜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、又はＰＰＳ樹脂や、ＬＣＰ樹脂等の耐熱性エンジニアリングプラスチックで構成され、加圧ロール６２と対向する位置にてホルダ６５に支持される。そして、定着ベルト６１を介して加圧ロール６２から押圧される状態で配置され、加圧ロール６２との間でニップ部Ｎ（定着加圧部）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。
【００２９】
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。
【００３０】
＜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。
【００３１】
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の内部を通過する交流磁界（磁力線）の磁路を形成する。それにより、感温磁性部材６４は、定着ベルト６１とＩＨヒータ８０の励磁コイル８２（後段の図５参照）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、物質の磁性が消失する温度であるキュリー点に近い温度となるが、キュリー点とは異なる概念を有するものである。
【００３２】
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℃〜２４０℃の範囲内に設定された例えばＦｅ−Ｎｉ合金（パーマロイ）等の二元系感温磁性合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｒ合金等の三元系の感温磁性合金等が用いられる。例えば、Ｆｅ−Ｎｉの二元系感温磁性合金においては約Ｆｅ６４％、Ｎｉ３６％（原子数比）とすることで２２５℃前後に透磁率変化開始温度を設定することができる。このようなパーマロイや感温磁性合金等の金属合金等は、成型性や加工性に優れ、熱伝導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。
【００３３】
＜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）の均一性を維持している。さらに、本実施の形態の定着ユニット６０では、電磁誘導を用いて定着ベルト６１を加熱する構成を採用していることから、ホルダ６５は、誘導磁界に影響を与えないか、または与え難い材料であり、かつ、誘導磁界から影響を受けないか、または受け難い材料で構成される。例えば、ガラス混入ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の耐熱性樹脂や、例えばＡｌ,Ｃｕ,Ａｇ等の非磁性金属材料等が用いられる。
【００３４】
＜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）よりも充分に厚い予め定められた厚さ（例えば、１．０ｍｍ）で形成される。
【００３５】
＜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５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。図５に示したように、ＩＨヒータ８０は、例えば耐熱性樹脂等の非磁性体から構成される支持体８１、交流磁界を生成する励磁コイル８２を備えている。また、励磁コイル８２を支持体８１上に固定する弾性体で構成された弾性支持部材８３、励磁コイル８２にて生成された交流磁界の磁路を形成する磁心８４を備えている。さらには、磁界を遮蔽するシールド８５、磁心８４を支持体８１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。
【００３６】
支持体８１は、断面が定着ベルト６１の表面形状に沿って湾曲した形状で形成され、励磁コイル８２を支持する上部面（支持面）８１ａが定着ベルト６１表面と予め定めた間隙（例えば、０．５〜２ｍｍ）を保つように形成されている。また、支持体８１を構成する材質としては、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。
励磁コイル８２は、相互に絶縁された例えば直径０．１７ｍｍの銅線材を例えば９０本束ねたリッツ線が長円形状や楕円形状、長方形状等の中空きの閉ループ状に巻かれて構成される。そして、励磁コイル８２に励磁回路８８から予め定めた周波数の交流電流が供給されることにより、励磁コイル８２の周囲には、閉ループ状に巻かれたリッツ線を中心とする交流磁界が生成される。励磁回路８８から励磁コイル８２に供給される交流電流の周波数は、一般に、上記した汎用電源により生成される２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚが用いられる。
【００３７】
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）、やパーマロイ、感温磁性合金等の高透磁率の酸化物や合金材質で構成される強磁性体が用いられ、磁路形成手段として機能する。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。
【００３８】
＜定着ベルトが発熱する状態の説明＞
引き続いて、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界によって定着ベルト６１が発熱する状態を説明する。
まず、上記したように、感温磁性部材６４の透磁率変化開始温度は、各色トナー像を定着する定着設定温度以上であって定着ベルト６１の耐熱温度以下となる温度範囲内（例えば、１４０〜２４０℃）に設定されている。そして、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の状態にある場合には、定着ベルト６１に近接する感温磁性部材６４の温度も定着ベルト６１の温度に対応して、透磁率変化開始温度以下となる。そのため、感温磁性部材６４は強磁性を呈するので、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を透過した後、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過する磁路を形成する。ここでの「広がり方向」とは、感温磁性部材６４の厚さ方向と直交する方向を意味する。
【００３９】
図６は、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合の磁力線（Ｈ）の状態を説明する図である。図６に示したように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、ＩＨヒータ８０により生成された交流磁界の磁力線Ｈは、定着ベルト６１を交差して透過し、感温磁性部材６４の内部を広がり方向（厚さ方向と直交する方向）に沿って通過する磁路を形成する。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域での単位面積あたりの磁力線Ｈの数（磁束密度）は多くなる。
【００４０】
すなわち、ＩＨヒータ８０の磁心８４から磁力線Ｈが放射されて定着ベルト６１の導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２を通過した後、磁力線Ｈは強磁性体である感温磁性部材６４の内部に誘導される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは感温磁性部材６４の内部に進入するように集中し、領域Ｒ１,Ｒ２での磁束密度は高くなる。また、感温磁性部材６４の内部を広がり方向に沿って通過した磁力線Ｈが再び磁心８４に戻るに際しても、導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る領域Ｒ３では、感温磁性部材６４内の磁位の低い部分から集中して磁心８４に向けて放射される。そのため、定着ベルト６１の導電発熱層６１２を厚さ方向に横切る磁力線Ｈは、感温磁性部材６４から集中して磁心８４に向かうこととなり、領域Ｒ３での磁束密度も高くなる。
【００４１】
磁力線Ｈが厚さ方向に横切る定着ベルト６１の導電発熱層６１２では、単位面積当たりの磁力線Ｈの数（磁束密度）の変化量に比例した渦電流Ｉが発生する。それにより、図６に示したように、磁束密度の変化量が大きい領域Ｒ１,Ｒ２および領域Ｒ３では、大きな渦電流Ｉが発生する。導電発熱層６１２に生じた渦電流Ｉは、導電発熱層６１２の固有抵抗値Ｒと渦電流Ｉの二乗の積であるジュール熱Ｗ（Ｗ＝Ｉ２Ｒ）を発生させる。それにより、大きな渦電流Ｉが発生した導電発熱層６１２では、大きなジュール熱Ｗが発生する。
このように、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合には、磁力線Ｈが導電発熱層６１２を横切る領域Ｒ１,Ｒ２や領域Ｒ３において大きな熱が発生する。それにより、定着ベルト６１は加熱される。
【００４２】
ところで、本実施の形態の定着ユニット６０では、定着ベルト６１の内周面側において定着ベルト６１に近接させて感温磁性部材６４を配置している。それにより、励磁コイル８２にて生成された磁力線Ｈを内部に誘導する磁心８４と、定着ベルト６１を厚さ方向に横切って透過した磁力線Ｈを内部に誘導する感温磁性部材６４とが近接した構成を実現している。そのため、ＩＨヒータ８０（励磁コイル８２）により生成された交流磁界は、磁路が短いループを形成するので、磁路内での磁束密度や磁気結合度は高まる。それにより、定着ベルト６１の温度が透磁率変化開始温度以下の温度範囲にある場合、定着ベルト６１にはさらに効率的に熱が発生する。
【００４３】
＜加圧ロールの説明＞
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に応じて図２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、例えば２０ｋｇｆの荷重で定着ベルト６１を介して押圧パッド６３を押圧している。
【００４４】
このように、加圧ロール６２の表面を構成する耐熱性弾性体層６２２と離型層６２３は、比較的柔らかい素材により形成されている。そのため、定着時以外においても加圧ロール６２を定着ベルト６１を介して押圧パッド６３に圧接する状態のまま放置すると、元の形状に復元することができなくなるおそれがある。即ち、加圧ロール６２は、ニップ部Ｎ（定着加圧部）により形成される形状のまま変形してしまう。その場合、ニップ部Ｎに押圧する圧力が設計通りとはならないため、定着を規定通りに行なうことができなくなり、定着ユニット６０そのものの性能を損なうことになる。
【００４５】
よって、加圧ロール６２に移動機構２００を設け、定着時以外の時間帯は、加圧ロール６２を、定着ベルト６１から離間させる動作を行なう。即ち、加圧ロール６２は、定着を行なうときには定着ベルト６１の外周面に圧接することで定着ベルト６１との間に未定着画像を保持した用紙Ｐを挿通するためのニップ部Ｎを形成し、定着を行なわないときには定着ベルト６１から離間するように移動する。
【００４６】
図７は移動機構２００により加圧ロール６２を定着ベルト６１から離間させた状態を説明した図である。
図７に示すように加圧ロール６２と定着ベルト６１とは離間した状態にある。その結果、加圧ロール６２は、元の円形形状に形状復元がなされるため、加圧ロール６２が変形し元の形状に戻らなくなるおそれが少なくなる。
なお定着を行なう際には、移動機構２００により再び加圧ロール６２を図２で説明したように定着ベルト６１と接触し、ニップ部Ｎを形成する位置に戻すことが可能である。
【００４７】
＜加圧ロールと定着ベルトの駆動機構の説明＞
続いて本実施の形態の定着ユニット６０において、加圧ロール６２と定着ベルト６１の駆動機構について説明する。
図８は、加圧ロール６２と定着ベルト６１の駆動機構について説明した図であり、図２において用紙Ｐの定着ユニット６０の用紙Ｐの挿入側から見た図である。
以下、図２、図７、図８を使用して説明を行なう。
【００４８】
ここで、まず定着ユニット６０は、図７に示すような、定着動作前の離間状態に設定されているものとする。定着動作前の待機時では、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１から離れたウォームアップ位置に置かれる。このウォームアップ位置は、ウォームアップ時における加圧ロール６２の配置位置であり、加圧ロール６２が定着ベルト６１とは物理的に接触しない所謂ラッチＯＦＦ状態になる。
【００４９】
図８に示すように、定着ユニット６０では、駆動部の一例としての駆動モータ９０からの回転駆動力が、回転軸９１に固定された伝達ギヤ９２と、伝達ギヤ９３，９４，９５，９６を介してシャフト９７に伝達される。それにより、加圧ロール６２に回転駆動力が伝わり加圧ロール６２が回転駆動される。
【００５０】
一方、駆動モータ９０からの回転駆動力は、回転軸９１に伝達ギヤ９２と同軸に固定された伝達ギヤ１０１と、回転伝達制限部材の一例としてのワンウェイクラッチ１０２を介してシャフト１０３に伝達され、シャフト１０３に結合された伝達ギヤ１０４,１０５から定着ベルト６１の両側に配されたエンドキャップ部材のギヤ部６７に伝達される。それによって、エンドキャップ部材から定着ベルト６１に回転駆動力が伝わり、エンドキャップ部材と定着ベルト６１とが一体となって回転駆動される。このとき、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。
【００５１】
次に、定着ユニット６０は、図２に示すような定着動作時には、移動機構２００によって、加圧ロール６２は定着ベルト６１に圧接した所謂ラッチＯＮ状態に置かれる。このとき、ワンウェイクラッチ１０２が作動し、駆動モータ９０からシャフト９７への回転駆動力の伝達が停止する。そして、定着ベルト６１は加圧ロール６２を回転駆動させることでそれに応じて回転する。即ち、このとき駆動モータ９０の回転駆動力は、伝達ギヤ９２，９３，９４，９５，９６を介してシャフト９７に伝達される。それにより、加圧ロール６２に回転駆動力が伝わり加圧ロール６２が回転駆動される。そして加圧ロール６２を回転させることで定着ベルト６１が回転する。
【００５２】
この移動機構２００は、位置決め駆動源としてのラッチモータ２０１と、回転軸２０２、伝達ギヤ２０３，２０４，シャフト２０５及びシャフト２０５に扁心カム２０６を備えている。そしてこの扁心カム２０６の回転により加圧ロール６２が図８で見て上下方向に移動し、定着ベルト６１との間で圧接、離間の動作を行なう。また移動機構２００は、制御部３１から圧接（離間）指示を受け取る圧接（離間）指示取得部２０７を備える。そして、制御部３１から圧接（離間）指示を受け取ると、圧接（離間）指示取得部２０７は、その指示をモータドライバ２１０に送り、モータドライバ２１０によりラッチモータ２０１の動作が制御される。
【００５３】
＜デカーラの駆動機構の説明＞
また、本実施の形態の定着ユニット６０は、ラッチＯＮ状態における定着ベルト６１の回転数を回転検知計１１５により検知し、出力信号は制御部３１に入力される。そして、制御部３１からの制御信号を受けたモータドライバ９１０を介し、駆動モータ９０の回転が制御されている。回転検知計１１５は、ギヤ部６７に接続する伝達ギヤ１０６により回転する。そして、本実施の形態の定着ユニット６０では、伝達ギヤ１０６に伝達ギヤ１０７，１０８，１０９が接続され、伝達ギヤ１０９の回転によりデカーラ１００（図２参照））の回転軸１１１が回転するようになっている。これにより回転軸１１１の回転により駆動ロール１１０が一体となって回転する。
【００５４】
よって、回転検知計１１５が検知した回転数により加圧ロール６２の回転が制御され、加圧ロール６２の回転を制御することで定着ベルト６１の回転が制御される。
また本実施の形態では、回転軸１１１および駆動ロール１１０は、定着ベルト６１と連動して回転する。ここで、加圧ロール６２の表面は、上述したようにシリコーンスポンジ等の耐熱性弾性体層６２２（図４参照）や、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（図４参照）にて積層されて構成されているため、熱膨張率が比較的大きい。そのため加圧ロール６２の温度変化によりその径が変化しやすいという特性を有する。この場合、加圧ロール６２の回転数が同じ場合、径の変化に対応して加圧ロール６２の外周の回転の線速度が変化することになる。一方、定着ベルト６１の方は、このようなことが生じにくい。そのため、回転軸１１１および駆動ロール１１０を定着ベルト６１と連動して回転させることで、定着ユニット６０とデカーラ１００と間で用紙Ｐの搬送速度を合わせることができる。その結果、用紙Ｐにたるみが生じにくく、しわや変形が生じにくくなる。
【符号の説明】
【００５５】
１…画像形成装置、３１…制御部、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、８０…ＩＨヒータ、８２…励磁コイル、９０…駆動モータ、１００…デカーラ、１１５…回転検知計、１３０…記録材排紙ガイド部材、２００…移動機構、２０７…圧接（離間）指示取得部、６１２…導電発熱層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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