(57)【要約】【課題】加熱用ベルトをニップ部より手前側の位置で電磁励磁加熱する加熱加圧装置として、その加熱用ベルトからの磁束洩れによる不具合を発生させることなく、加熱用ベルトを効率よく安定して電磁誘導加熱することができる加熱加圧装置を提供する。【解決手段】少なくとも導電層を有し周回移動する加熱用ベルト２１と対向するように配設される励磁コイル２７とこの励磁コイルに交流電圧を印加する交流電源２８からなり、そのベルト２１をニップ部Ｎに達する上流側の位置で電磁誘導加熱する電磁誘導加熱手段２６を備え、加熱用ベルト２１を挟んで励磁コイル２７と対向する側の位置に非電磁誘導加熱性の磁束収集部材４０を変位可能に配設した。【選択図】図１７
2008065348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未定着像を加熱及び加圧して記録媒体に少なくとも定着させる装置であって、
少なくとも導電層を有し周回移動する加熱用ベルトと、
この加熱用ベルトをそのベルト内周面側から支持する支持体と、
この支持体に前記加熱用ベルトを押し付けてそのベルト外周面との間で前記未定着像と記録媒体とを圧接させるニップ部を形成する加圧体と、
前記加熱用ベルトと対向するように配設される励磁コイルとこの励磁コイルに交流電圧を印加する交流電源からなり、そのベルトを前記ニップ部に達する上流側の位置で電磁誘導加熱する電磁誘導加熱手段とを備えた加熱加圧装置において、
前記加熱用ベルトを挟んで前記励磁コイルと対向する側の位置に非電磁誘導加熱性の磁束収集部材を変位可能に配設したことを特徴とする加熱加圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の加熱加圧装置において、
前記磁束収集部材を変位させて前記導電層内のうず電流が流れる位置を変化させる加熱加圧装置。
【請求項３】
請求項１に記載の加熱加圧装置において、
前記磁束収集部材の加熱用ベルトの移動方向に沿う幅を、前記励磁コイルの加熱用ベルトの移動方向に沿う幅と同等以上の寸法に設定した加熱加圧装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の加熱加圧装置において、
前記磁束収集部材を、前記加熱用ベルトに対して１０ｍｍ以下の間隔をあけた非接触状態で配設した加熱加圧装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の加熱加圧装置において、
前記加熱用ベルトが、その周回移動速度を切り替え変更するように構成されている場合、前記磁束収集部材を、その加熱用ベルトの周回移動速度に応じて加熱用ベルト移動方向の前後側に変位調整可能に設けた加熱加圧装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の加熱加圧装置において、
前記加圧体を、前記ニップ部に達する前記加熱用ベルトがその加圧体に接触してから前記支持体に接触する状態となる位置関係を満たすように配置した加熱加圧装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の加熱加圧装置において、
前記加熱用ベルトの導電層は厚さが２〜１５μｍの銅である加熱加圧装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の加熱加圧装置において、
前記加熱用ベルトを加熱定着ベルトとし、かつ、前記記録媒体をその表面に前記未定着像を担持させた状態で前記ニップ部に送り込み、その未定着像をニップ部で記録媒体に定着させる定着装置として構成した加熱加圧装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の加熱加圧装置において、
前記加熱用ベルトを加熱中間転写ベルトとし、かつ、前記未定着像をその加熱中間転写ベルトに担持させた状態で前記ニップ部に送り込み、その未定着像をニップ部で記録媒体に転写及び定着させる転写同時定着装置として構成した加熱加圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未定着像を加熱及び加圧して記録媒体に少なくとも定着させる加熱加圧装置に係り、主に、画像情報に応じた未定着像を形成して記録媒体に定着することにより画像形成を行う画像形成装置において、その形成される未定着像を記録媒体に定着させる定着装置又はその未定着像を記録媒体に転写及び定着させる転写同時定着装置として利用可能な加熱加圧装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子写真方式のプリンタ、複写機等に代表される画像形成装置として、電磁誘導加熱方式を利用した定着装置や転写同時定着装置を使用するものが提案されている（特開平１０−２５４２６３号公報、特開平１０−３０１４１５号公報など）。ちなみに本出願人も、例えば、電磁誘導加熱方式を利用した転写同時定着装置を装備する画像記録装置についての提案を行っている（特開平１１−３５２８０４号公報）。
【０００３】
このような電磁誘導加熱方式を利用した定着装置又は転写同時定着装置はいずれも、基本的には、金属等の導電性材料からなる導電層を少なくとも有する加熱用ベルト部材を支持ロール等の支持体に周回移動可能に支持させて使用するとともに、その加熱用ベルトの加熱対象とする部位の付近に導電層を貫く変動磁界を発生する励磁コイルを対向配置し、その励磁コイルに交流電圧を印加することにより励磁コイルから発生する変動（交番）磁界が貫かれる導電層部分を渦電流により電磁誘導加熱させ、そのときの熱を加熱用ベルト表面に伝えて定着時や転写同時定着時における未定着像（トナー像）を加熱するようにしている。
【０００４】
より具体的には、定着装置にあっては、その加熱用ベルトを記録用紙等の記録媒体に未定着像を熱定着させるための加熱定着ベルトとして使用し、その加熱定着ベルトの前記励磁コイル等により電磁誘導加熱される部位に対して、未定着像が転写された記録媒体を押し付けるような状態で通過させるための加圧ロール等の加圧体を配置している。また、転写同時定着装置にあっては、その加熱用ベルトを記録媒体に転写させるまで未定着像を一時的に担持して搬送する加熱中間転写ベルトとして使用し、その中間転写部ベルトの前記励磁コイル等により電磁誘導加熱される部位に対して、その中間転写体上の未定着像を転写定着すべき記録媒体を押し付けるような状態で通過させる加圧体を配置している。
【０００５】
そして、このような電磁誘導加熱方式の定着装置及び転写同時定着装置は、前記した加熱定着ベルトや加熱中間転写ベルトの加熱対象部位（その部位にある導電層部分）を素早く加熱できるとともに、少量の電力でもって加熱できるという利点を有している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この電磁誘導加熱方式を利用した定着装置や転写同時定着装置のような加熱加圧装置は、特に図２５に示すように、加熱用ベルト１００を前記支持体１１０に押し付けてそのベルト外周面と加圧体１２０との間で形成されるニップ部（圧接域）Ｎよりも手前側の位置において電磁誘導加熱装置等の加熱手段１３０により加熱するように構成した場合、次のような課題があった。
【０００７】
まず、加熱用ベルト１００自体はそのニップ部Ｎの手前側となる位置で加熱手段１３０によって所定の温度まで加熱されているにもかかわらず、加熱用ベルト１００によって未定着像が十分に加熱されない場合があり、この結果、かかる未定着像の良好な定着や転写同時定着ができないという問題があった。この十分な加熱ができない場合とは、本発明者の研究によれば、加熱用ベルトが未定着像を加熱する前に支持体などに触れて熱を奪われてしまうことがその主な発生原因になっていることが判明した。
【０００８】
また、加熱手段１３０として電磁誘導加熱装置を使用した場合には、その加熱装置１３０により加熱用ベルト１００をニップ部に達する前に効率よく電磁誘導加熱することが必要である。その対策として、例えば、励磁コイル（１３０）からより大きな変動磁界を生成させるように構成したり、あるいは、加熱用ベルト１００を薄くして熱伝導率がより優れたものとなるように構成する手段が考えられる。しかし、このような手段を採用した場合にはいずれも、その励磁コイルから生成される変動磁界の磁束が加熱用ベルト１００を突き抜けて励磁コイルとは反対側の空間内に容易に洩れやすくなり、この結果、その空間内に導体が存在すると、その導体に対して洩れ出た変動磁界による電磁誘導作用を及ぼしてしまうという不具合がある。また、このような洩れ出る変動磁界による不具合は、加熱用ベルト１００をニップ部に達する前に電磁誘導加熱する場合に限らず、ニップ部において加熱用ベルト１００を電磁誘導加熱する場合であっても、起こる可能性があると予想される。
【０００９】
さらに、加熱用ベルト１００がその周回移動速度を例えば記録媒体の種類や条件等に応じて高速又は低速に変更できるように構成されている場合には、図２６に例示するように、加熱用ベルト１００の電磁誘導加熱装置（厳密には励磁コイル）１３０を通過するときの速度が異なることになるため、その加熱装置１３０によって電磁誘導加熱されて最高温度に到達するときのベルト領域が存在する位置がずれるようになる。すなわち、特に加熱用ベルト１００の速度が高速側に変更された場合には、その最高温度到達領域１００ａが励磁コイル（１３０）から前記ニップ部Ｎ寄りの位置にずれて存在するようになり、反対に低速側に変更された場合には、その最高温度到達領域が励磁コイル（１３０）とほぼ同等の位置に止まるようにずれるようになる。これにより、未定着像を加熱する条件（加熱温度又は加熱タイミング）が微妙に変化してしまい、一定の加熱ができなくなる。図２０中のグラフ部において実線は通常のベルト速度であるときの状態、一点鎖線は高速側のベルト速度であるときの状態、二点鎖線は低速側のベルト速度であるときの状態をそれぞれ示す。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的とするところは、加熱用ベルトをニップ部より手前側の位置で加熱する加熱加圧装置として、その加熱用ベルトにより未定着像を少なくともニップ部において十分にかつ安定して加熱することができる加熱加圧装置を提供することにある。また、その第２の目的は、加熱用ベルトをニップ部より手前側の位置で電磁励磁加熱する加熱加圧装置として、その加熱用ベルトからの磁束洩れによる不具合を発生させることなく、加熱用ベルトを効率よく安定して電磁誘導加熱することができる加熱加圧装置を提供する。さらに、その第３の目的は、加熱用ベルトをニップ部の位置で電磁励磁加熱する加熱加圧装置として、その加熱用ベルトからの磁束洩れによる不具合を発生させることなく、加熱用ベルトを効率よく安定して電磁誘導加熱することができる加熱加圧装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第１の目的を達成し得る本発明(第１発明)は、未定着像を加熱及び加圧して記録媒体に少なくとも定着させる装置であって、周回移動する加熱用ベルトと、この加熱用ベルトをそのベルト内周面側から支持する支持体と、この支持体に前記加熱用ベルトを押し付けてそのベルト外周面との間で前記未定着像と記録媒体とを圧接させるニップ部を形成する加圧体と、前記加熱用ベルトを前記ニップ部に達する上流側の位置で加熱する加熱手段とを備えた加熱加圧装置において、前記加圧体を、前記ニップ部に達する前記加熱用ベルトがその加圧体に接触してから前記支持体に接触する状態となる位置関係を満たすように配置したことを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、上記加圧体の配置に関する位置関係は、ニップ部に達する加熱用ベルトが支持体よりも先に加圧体に接触する状態を形成できる加圧体の配置条件であり、加圧体の（加熱用ベルトを介在させた状態での）支持体に対する配置関係で定まるものである。したがって、この位置関係を満たすように加圧体を配置することが可能であれば、その配置の仕方については特に制約されるものではない。例えば、加圧体を設置しない無加圧状態において加熱用ベルトを支持体に自然に支持させたときに、その加圧用ベルトが支持体と初めて接触する無加圧時接触点（位置）を基準にした場合、加圧体と加熱用ベルトが初めて接触する加圧体側接触点（位置）が上記無加圧時接触点よりも少なくとも上記加熱手段寄りにずれた位置となるように、加圧体を配置するとよい。ただし、上記位置関係については、その位置関係を満たすように配置されるときの加圧体と加熱用ベルトの外周面との間で形成されるニップ部が、特に記録媒体のスムーズな通過（搬送性）を損なわない形態となるようにすることが望ましい。
【００１３】
また、上記加熱手段は、少なくとも加熱用ベルトの幅方向の所要領域であって外周面側を、上記ニップ部での未定着像と記録媒体との圧接時までに所定の温度まで加熱することができるものであればよい。例えば、加熱用ベルトとして少なくとも電磁誘導加熱の対象となる導電層を有するベルトを使用してその導電層を電磁誘導加熱する電磁誘導加熱装置や、自らが発熱しその熱により加熱用ベルトを接触又は非接触の状態で加熱するための発熱体を有する自己発熱式の加熱装置などである。
【００１４】
この第１発明の加熱加圧装置によれば、加熱用ベルトは、支持体により支持されるとともに加圧体により支持体に押し付けられた状態でニップ部を形成するように周回移動し、また、ニップ部において未定着像と記録媒体が圧接される際には加熱手段により加熱された後にニップ部に達するように周回移動する。そして、未定着像は、ニップ部に達する直前及び達した時点で加熱された加熱用ベルトにより加熱されるとともにそのニップ部に達した時点で加圧体により記録媒体に加圧され、もって記録媒体に少なくとも定着される。そして、加熱用ベルトは、特にそのニップ部に達する際に、加圧体の配置により、加圧体に先に接触してから支持体に接触することになる。これにより、その加熱された加熱用ベルトは、加圧体と接してニップ部を形成し始める際には支持体に接触していないため、その熱が支持体との接触により奪われることはない。したがって、ニップ部に達する直前及び達した時点で未定着像を、加熱された加熱用ベルトによりロス（熱損失）なく十分に加熱することができる。
【００１５】
次に、上記第１及び第２の目的を達成し得る本発明（第２発明）は、未定着像を加熱及び加圧して記録媒体に少なくとも定着させる装置であって、少なくとも導電層を有し周回移動する加熱用ベルトと、この加熱用ベルトをそのベルト内周面側から支持する支持体と、この支持体に前記加熱用ベルトを押し付けてそのベルト外周面との間で前記未定着像と記録媒体とを圧接させるニップ部を形成する加圧体と、前記加熱用ベルトを前記ニップ部に達する上流側の位置で電磁誘導加熱する、そのベルトと対向するように配設される励磁コイルとこの励磁コイルに交流電圧を印加する交流電源からなる電磁誘導加熱手段とを備えた加熱加圧装置において、前記加熱用ベルトが、前記電磁誘導加熱手段による電磁加熱時にそのベルトの励磁コイルとは反対側の空間に磁束が洩れ出る特性を有するものである場合、その加熱用ベルトを挟んで前記励磁コイルと対向する側の位置に非電磁誘導加熱性の磁束収集部材を配設したことを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、上記加熱用ベルトは、少なくとも導電層を有し、上記のように電磁加熱時に磁束が洩れ出る特性を有するものであり、そのベルトの層構造、材質、厚さ等の構成については特に制約されるものではない。この加熱用ベルトにおける磁束の洩れは、電磁誘導加熱装置の励磁コイルから生成されて加熱用ベルトに及ぶ変動（交番）磁界とそのベルトの導電層内で発生するうず電流による反作用磁界によって決定される磁束（分布）が洩れることにより発生しているものと考えられる。特に、加熱用ベルトにおける磁束の洩れ出る特性は、その洩れ出た磁束が周囲にある導体部品に電磁誘導作用を及ぼして悪影響のあるレベルのものをいい、例えば、後述する磁束密度の測定装置及び測定方法で測定した場合に１．５Ｇ（ガウス）以上の測定値が得られるような特性である。
【００１７】
また、上記非電磁誘導加熱性の磁束収集部材とは、少なくとも、磁束を集めやすい性質と磁束によるうず電流が発生しにくい（電磁誘導加熱しにくい）性質とを兼ね備えた部材である。この磁束収集部材の形態等については、基本的に発明の目的を達成し得る範囲のものであればよく、特に制約されるものではない。このような磁束収集体としては、具体的には、強磁性体フェライト等の強磁性体、パーロマイ（Fe-Ni-Mo等からなる合金）、希土類遷移金属化合物（Nd-Fe-B等）、金属を含まない有機化合物の結晶（Ｐ−ＮＰＮＮ，ＴＤＡＥ−Ｃ60など）等の材料が挙げられる。また、このような磁束収集部材としては、一般に、透磁率が高くかつ抵抗率が高いものが好ましいが、これに限定されず、例えば電気鉄板（代表的にはけい素鋼板）のように鉄等からなる薄い金属板を複数枚接合して重ね合わせた積層集合体であってもよい。さらに、この磁束収集部材は、磁化履歴におけるヒステリシス損の少ないものであることがより好ましい。また、電気抵抗が高くうず電流損失が少ないこと、大量生産に適していることなどを併せて考えた場合には、ソフトフェライト（Ｆｅ2Ｏ3を主成分とするフェリ磁性酸化物）などが好適である。
【００１８】
この第２発明の加熱加圧装置によれば、第１発明の装置と対比した場合、加熱用ベルトの加熱が電磁誘導加熱される点で相違するのみで、それ以外については同様にして未定着像が記録媒体に少なくとも定着される。そして、特にその電磁誘導加熱時に加熱用ベルトから洩れ出る磁束が、その洩れ出る側に配接された磁束収集部材によって集められるような磁路を形成するようになる。この際、磁束収集部材は、集められる磁束によってうず電流が発生しにくいため電磁誘導加熱されていない状態にある。これにより、加熱用ベルトから洩れ出た磁束がその周辺にある導体に及ぶことがなくなる。また、みかけ上励磁コイルの高インダクタンス化が可能となり、励磁コイルと加熱用ベルトの導電層との磁気的結合度が高められて高い力率が得られる。この結果、加熱用ベルトは、磁束洩れによる不具合が発生することなく、効率よく的確に電磁誘導加熱されるようになる。また、このように十分に電磁誘導加熱された後の加熱用ベルトによって未定着像が安定して加熱されるようになる。
【００１９】
また、第２発明の加熱加圧装置においては、前記磁束収集部材の加熱用ベルトの移動方向に沿う幅を、前記励磁コイルの加熱用ベルトの移動方向に沿う幅と同等以上の寸法に設定するとよい。この場合には、少なくとも励磁コイルの幅に相応した幅で加熱用ベルトを的確にかつ効率よく電磁誘導加熱することができるとともに、その磁束収集部材による磁束遮蔽が十分に得られるようになる。反対に磁束収集部材の幅が励磁コイルの幅よりも狭い場合には、加熱用ベルトの電磁誘導加熱される領域（幅）が励磁コイルの幅よりも狭くなる。なお、より狭い領域を電磁誘導加熱する場合には、磁束収集部材の上記幅を励磁コイルのそれよりも狭くし、そのコイルで生成される磁束を狭めの磁束収集部材に集中させて狭い領域での加熱を実現することができるが、その一方で、磁束収集部材による磁束遮蔽が十分ではなくなる可能性が高くなる。
【００２０】
また、第２発明の上記各加熱加圧装置においては、前記磁束収集部材を、前記加熱用ベルトに対して１０ｍｍ以下の間隔、より好ましくは１〜５ｍｍの間隔をあけた非接触状態で配設するとよい。この場合には、磁束収集部材による前記磁路の形成が確実になされるようになる。この間隔が１０ｍｍを超えて広くなるにつれて磁束収集部材による前記した磁路の形成が困難になり、洩れ出る磁束を遮蔽する作用が十分に得られなくなる。
【００２１】
また、第２発明の上記各加熱加圧装置においては、前記加熱用ベルトが、その周回移動速度を切り替え変更するように構成されている場合、前記磁束収集部材を、その加熱用ベルトの周回移動速度に応じて加熱用ベルト移動方向の前後側に変位調整可能に設けるとよい。例えば、その速度が通常速度から高速側に変更されるときには磁束収集部材をニップ部側から遠ざける方向に変位させ、その速度が通常速度から低速側に変更されるときには磁束収集部材をニップ部側に近づける方向に変位させて調整すればよい。このように構成した場合には、加熱用ベルトの周回移動速度が変更された際に発生するベルトの最高温度到達領域の位置的ずれを防止することができ、そのときの加熱条件についてもほぼ一定に保つことが可能になるベルトによる加熱条件をほぼ一定に維持することができる。
【００２２】
さらに、第２発明の上記各加熱加圧装置においては、前記加圧体を、前記ニップ部に達する前記加熱用ベルトがその加圧体に接触してから前記支持体に接触する状態となる位置関係を満たすように配置するとよい。すなわち、第２発明の上記各加熱加圧装置においては、その加圧体を前記した第１発明のような特定の位置関係を満たすように配置するようにしてもよい。この場合には、前記した第２発明による作用効果に加えて、前記した第１発明による作用効果が同時に得られるようになり、特に未定着像の加熱をより十分にかつ安定して行うことが可能となる。
【００２３】
次に、上記第３の目的を達成し得る本発明（第３発明）は、未定着像を加熱及び加圧して記録媒体に少なくとも定着させる装置であって、少なくとも導電層を有し周回移動する加熱用ベルトと、この加熱用ベルトをそのベルト内周面側から支持する支持体と、この支持体に前記加熱用ベルトを押し付けてそのベルト外周面との間で前記未定着像と記録媒体とを圧接させるニップ部を形成する加圧体と、前記加熱用ベルトを前記ニップ部の位置で電磁誘導加熱する、そのベルトと対向するように前記支持体又は加圧体側に配設される励磁コイルとこの励磁コイルに交流電圧を印加する交流電源からなる電磁誘導加熱手段とを備えた加熱加圧装置において、前記加熱用ベルトが、前記電磁誘導加熱手段による電磁加熱時にそのベルトの励磁コイルとは反対側の空間に磁束が洩れ出る特性を有するものである場合、その加熱用ベルトを挟んで前記励磁コイルと対向する側の位置に非電磁誘導加熱性の磁束収集部材を配設したことを特徴するものである。
【００２４】
ここで、上記電磁誘導加熱手段（特にその励磁コイル）は、支持体又は加圧体の上記ニップ部に対向する位置に配設するとよい。例えば支持体及び加圧体が中空ロールである場合には、その励磁コイルをそのロール中空内に上記ニップ部と対向するような状態で配設すればよい。なお、この電磁誘導加熱手段により加熱する加熱用ベルトの領域は、ニップ部となる領域のみに止まるものではなく、そのニップ部の前後方向にある領域もわずかながら含むものである。また、加熱用ベルトをニップ部の位置で電磁誘導加熱するように構成する場合、その加熱用ベルトと励磁コイルの間に位置（介在）する支持体又は加圧体は、励磁コイルから生成される磁束を透過させることが可能でかつその磁束によって自らが電磁誘導加熱することが殆どない材料（例えばセラミックス、ガラスなど）で構成する必要がある。一方、上記磁束収集部材は、第２発明における磁束収集部材と同じものであり、その各構成についても同様にするとよい。
【００２５】
この第３発明の加熱加圧装置によれば、第２発明の装置と対比した場合、加熱用ベルトがニップ部の位置で電磁誘導加熱されて未定着像もニップ部の位置で常に加熱される点で相違するのみで、それ以外については同様にして未定着像が記録媒体に少なくとも定着される。そして、特にその電磁誘導加熱時に加熱用ベルトから洩れ出る磁束が、その洩れ出る側に配接された磁束収集部材によって集められるような磁路を形成するようになる。この際、磁束収集部材は、集められる磁束によってうず電流が発生しにくいため電磁誘導加熱されていない状態にある。これにより、加熱用ベルトから洩れ出た磁束がその周辺にある導体に及ぶことがなくなる。但し、この場合には、支持体及び加圧体の材質によっては加熱用ベルトから洩れ出る磁束により少し電磁誘導加熱されることになるが、特に支障とはならない。
【００２６】
また、第３発明の上記加熱加圧装置においては、前記磁束収集部材を配設することに代えて又はその磁束収集部材を配設することに加えて、前記加熱用ベルトを挟んで前記励磁コイルと対向する側に位置する前記加圧体又は支持体を、少なくとも前記磁束収集部材にて構成してもよい。この場合には、その該当する加圧体又は支持体をその磁束収集部材のみで構成することが好ましいが、発明の目的を達成できる範囲であれば、その加圧体及び支持体の一部のみを（例えば層状に）その磁束収集部材で構成すればよい。この加圧体又は支持体の少なくとも一部を構成する磁束収集部材としては、前記した磁束収集部材を適宜選択して使用することができる。
【００２７】
このように構成した場合には、前記第３の発明による同じ作用効果が得られることに加えて、励磁コイルと対向する側に位置する支持体及び加圧体が加熱用ベルトから洩れ出る磁束により少し電磁誘導加熱されるということがなくなるという利点がある。しかも、磁束収集部材を配設することと加圧体又は支持体の少なくとも一部を磁束収集部材で構成することを併用した場合には、加熱用ベルトから洩れ出る磁束がより一層確実に収集されて遮蔽されるようになる。
【００２８】
以上の第１発明、第２発明及び第３発明に係る各加熱加圧装置はいずれも、未定着像（主に現像して得られるトナー像）を加熱して、記録用紙、ＯＨＰシート、封筒、はがきを含む厚紙等の記録媒体に少なくとも定着させる技術分野に広く利用できるものであり、特に、プリンタ、複写機、ファクシミリ等に代表される画像形成装置の定着装置や転写同時定着装置として利用すると有効である。
【００２９】
例えば、以上の各加熱加圧装置を定着装置として利用する場合には、前記加熱用ベルトを加熱定着ベルトとし、かつ、前記記録媒体をその表面に前記未定着像を担持させた状態で前記ニップ部に送り込み、その未定着像をニップ部で記録媒体に定着させるように構成するとよい。一方、以上の各加熱加圧装置を転写同時定着装置として利用する場合には、前記加熱用ベルトを加熱中間転写ベルトとし、かつ、前記未定着像をその加熱中間転写ベルトに担持させた状態で前記ニップ部に送り込み、その未定着像をニップ部で記録媒体に転写及び定着させるように構成するとよい。
【００３０】
また、第１発明〜第３発明における上記加熱用ベルトは、上記加熱手段により所定の温度まで素早く加熱されるものであればよく、その加熱手段の種類(方式)に適合した構成のものであればよい。例えば、一般的には、素早い加熱を実現する観点からは熱容量を小さくするように構成したベルト部材が好ましく、また、第１発明〜３発明において電磁誘導加熱方式を採用する場合には少なくとも電磁誘導加熱の対象となる導電層を形成したベルト部材が使用される。この場合、その導電層は厚さが２〜１５μｍの銅であることが好ましい。さらに、第１発明〜第３発明における上記支持体及び加圧体はいずれも、通常はロール又はドラム状の回転体であるが、特にこれに限定されるものではなく、例えば固定配置されるパット状の部材であっても構わない。しかも、この支持体及び加圧体の数は、支持体にあっては通常複数であるが１つであってもよく、加圧体にあっては通常１つであるが複数であってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明（第１発明）の加熱加圧装置によれば、加熱用ベルトをニップ部より上流側の位置で加熱する場合であっても、加圧体を特定の位置関係を満たすように配置することにより、その加熱用ベルトにより未定着像を少なくともニップ部において十分にかつ安定して加熱することができる。
【００３２】
また、本発明（第２発明）の加熱加圧装置によれば、加熱用ベルトをニップ部より上流側の位置で電磁励磁加熱する場合であっても、磁束収集体を配設することにより、その加熱用ベルトからの磁束洩れによる不具合を発生させることなく、加熱用ベルトを効率よく安定して電磁誘導加熱することができる。
【００３３】
さらに、本発明（第３発明）の加熱加圧装置によれば、加熱用ベルトをニップ部の位置で電磁励磁加熱する場合であっても、磁束収集体を配設することにより、その加熱用ベルトからの磁束洩れによる不具合を発生させることなく、加熱用ベルトを効率よく安定して電磁誘導加熱することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る加熱加圧装置を示す概要図である。
【００３５】
この実施の形態１に係る加熱加圧装置１は、図示しない作像手段により画像情報に応じて形成される未定着トナー像Ｔを担持する記録用紙Ｐが搬送され、その未定着トナー像Ｔを加熱及び加圧して記録用紙Ｐに定着するための、電磁誘導加熱方式を利用した定着装置１０として構成したものである。そして、この定着装置１０は、基本的に、周回移動して前記未定着トナー像Ｔを加熱する加熱用ベルト２としての加熱定着ベルト１１と、加熱用ベルト２をその内周面側から支持する支持体３としてのバックアップ支持ロール１２と、同じく支持体３としての駆動ロール１３と、加熱用ベルト２をバックアップ支持ロール１２に押し付けて前記未定着トナー像Ｔと記録用紙Ｐとを圧接させるニップ部Ｎを形成する加圧体４としての加圧ロール１４と、加熱用ベルト２を前記ニップ部Ｎの上流側の位置で加熱する加熱手段５としての電磁誘導加熱装置１５とを備えている。
【００３６】
上記加熱定着ベルト１１は、図２に示すように、基層１１ａ上に導電層である電磁誘導発熱層１１ｂを形成するとともに、この発熱層１１ｂ上に弾性層１１ｃと表面離型層１１ｄをこの順に積層形成した４層構造からなるものである。このうち基層１１ａは、厚さが１０〜１００μｍ程度の耐熱性の高いフィルム材料が好ましく、例えばポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルケトン、ポリサルファン、ポリイミド、ポリアミド、ポリイミドアミド等の耐熱性の高い合成樹脂に、必要に応じてカーボンブラック等の導電性材料を分散させてフィルム成形したものである。また、電磁誘導発熱層１１ｂは、鉄、ニッケル、コバルト、銅、銀、アルミニウム若しくはこれらの合金又はこれに相当する耐熱性有機導電体等を用いて金属蒸着法やめっき法等により厚さが１〜５０μｍ程度になるように単層又は多層の薄膜状に形成したものである。ちなみに、この発熱層１１ｂは厚さが２〜１５μｍの銅であるものが好ましく、例えば厚さが５μｍ、１０μｍの銅層を適用できる。これは、銅は固有抵抗値が小さく、薄くすることで電磁誘導発熱に適した抵抗値とすることができるためである。また、その厚さが２μｍ未満であると加熱定着ベルト１１の製造が困難であり、反対に１５μｍを超えると有効なうず電流損が得られなくなるからである。また、弾性層１１ｃは、柔軟性に富み耐熱性及び熱伝導率に優れた厚さが５〜３００μｍの層であることが好ましく、例えばフッ素ゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム等を用いて形成される。さらに、表面離型層１１ｄは、離型性に優れた厚さが０．１〜１００μｍ程度のフィルム又はコーティング層であることが好ましく、例えば、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーンゴム、フッ素ゴム等を用いて形成される。
【００３７】
この加熱定着ベルト１１は、バックアップ支持ロール１２と駆動ロール１３に張架されて矢印Ａ方向に周回移動（回転）するようになっている。バックアップ支持ロール１２は、アルミニウム、鉄、セラミックス等からなるロール基材に、摩擦係数を調整する調整層などを形成した構造になっている。
【００３８】
また、上記電磁誘導加熱装置１５は、図３に示すように、加熱定着ベルト１１の内周面側にそのベルト１１と非接触状態で対向するように配置される、断面がＥ型形状のコア（例えば鉄芯）１６ａにコイル線材１６ｂを巻きつけてなる励磁コイル１６と、この励磁コイル１６に所定の交流電流を印加する電源装置１７とでその主要部が構成されたものである。励磁コイル１６は、加熱定着ベルト１１の幅方向にわたって配置されている。この加熱装置１５は、定着すべき未定着トナー像Ｔが担持された記録用紙Ｐが搬送されるタイミングに合わせて作動するものであり、電源装置１７から励磁コイル１６に周波数が１０ｋ〜５００ｋＨｚの交流電圧が印加される。そして、この加熱装置１５は、励磁コイル１６に交流電圧が印加されると、図３に示すように、その励磁コイル１６から交流電圧の周波数に応じて生成消滅する変動磁界（磁力線）Ｈが生成され、その磁界Ｈが加熱定着ベルト１１の電磁誘導発熱層１１ｂの厚さ方向に沿うように発生させることによってその発熱層１１ｂ内に渦電流Ｉｃを発生させ、この渦電流Ｉｃによって発熱層４２を発熱させる、いわゆる電磁誘導加熱するようになっている。
【００３９】
さらに、上記加圧ロール１４は、ロール基材とその表面に弾性層を形成した構造からなるものであり、次のような特定の位置関係を満たすように配置されている。すなわち、この加圧ロール１４は、図４に示すように、ニップ部Ｎに達する加熱定着ベルト１１がその加圧ロール１４に接触してからバックアップ支持ロール１２に接触する状態となる位置関係を満たすように配置されている。図中のＫ１は加圧ロール１４の加熱定着ベルト１１との接触点、Ｋ２は加圧ロール１４の加熱定着ベルト１１との接触点を示し、Ｆは加圧ロール１４の加圧力を示す。
【００４０】
この実施の形態１では、上記したような位置関係を満たす加圧ロール１６の配置を次のように行っている。
【００４１】
まず、図５ａに示すように、加圧ロール１４を設置せず、加熱定着ベルト１１をバックアップ支持ロール１２と駆動ロール１３に張架しただけの状態にしたとき、そのベルト１１が支持ロール１２と自然に接触する接触点Ｋ０が得られる。この接触点Ｋ０は、支持ロール１２及び駆動ロール１３の径の大きさに関係なく、支持ロール１２の接線（ベルトに相当）とそのロール表面の接点となる。図５ａ中の二点鎖線で示す加圧ロール１４は、その接触点Ｋ０において加熱定着ベルト１１を支持ロール１２に押し付けるような状態で配置した場合を示しており、この場合には、加熱定着ベルト１１は支持ロール１２と加圧ロール１４に同時に接触する状態になる。そして、上記位置関係を成立させるためには、このような状態に対して、図５ｂに示すように加圧ロール１４を上記接触点Ｋ０（基準点）から加熱装置（１５）のある側に少しずらした位置に配置する。同図中の符号ｍはこのときの接触点Ｋ０からずらした距離、Ｏは各ロールの中心点を示す。これにより、加圧ロール１４と加熱定着ベルト１１との接触点Ｋ１は、支持ロール１２と加熱定着ベルト１１との新たな接触点Ｋ２よりも加熱装置（１５）側にずれた状態となる。同図中の符号δは、接触点Ｋ１と接触点Ｋ２のずれ量である。したがって、このように配置した場合には、加熱装置で加熱された後にニップＮに達するときの加熱定着ベルト１１は、先に加圧ロール１４に接触点Ｋ１で接してから支持ロール１２に接触点Ｋ２で接触するようになる。
【００４２】
次に、この定着装置１０の動作について説明する。
【００４３】
はじめに、定着時期が到来すると、駆動ロール１３の回転駆動力により加熱定着ベルト１１が一定の速度で矢印Ａ方向に回転し始める。そして、この定着装置定着対象である未定着トナー像Ｔを担持する記録用紙Ｐが、加熱定着ベルト１１の外周面と加圧ロール１４との間に形成されるニップ部Ｎに送り込まれるように所定の用紙搬送手段にて搬送されてくると、通常は、その搬送タイミングに合わせて電磁誘導加熱装置１５が前述したように作動して加熱定着ベルト１１（の電磁誘電発熱層１１ｂ）を電磁誘電加熱する。これにより、加熱定着ベルト１１は、その外周面が発熱層１１ｂからの熱伝導により所定の温度（定着温度）まで素早く加熱された状態となって前記ニップ部Ｎに達するようになる。このときの電磁誘導加熱は、加熱定着ベルト１１がニップ部Ｎに達する直前までに少なくとも最高加熱温度に達しているように行われる。各図中の矢付一点鎖線は、記録用紙Ｐの搬送経路を示している。
【００４４】
そして、記録用紙Ｐは、その未定着トナー像Ｔを有する面が加熱定着ベルト１１と接するような姿勢でニップ部Ｎに送り込まれるが、この際、加熱された加熱定着ベルト１１は、先に加圧ロール１４に接触点Ｋ１で接してから支持ロール１２に接触点Ｋ２で接触した状態で周回移動する。これにより、記録用紙Ｐに担持された未定着トナー像は、そのニップ部Ｎを通過するとき、はじめにニップ部Ｎ入り口にも相当する接触点Ｋ１で加熱定着用ベルト１１の外周面と接して加熱され（厳密にはその接触点Ｋ１に至る上流側から加熱され始める）、しかる後、ニップ部Ｎの出口にも相当する接触点Ｋ２で加圧ロール１２により加熱定着ベルト１１の外周面に最も強く押し付けられて加圧される。特にニップ部Ｎに進入する際、加熱定着ベルト１１は、支持ロール１２と接触する前に未定着トナー像Ｔと接するようになるため、そのベルト１１の熱が支持ロール１２との接触により奪われてしまうことがなく、この結果、その未定着トナー像Ｔを熱損失がなく十分に加熱することができる。
【００４５】
したがって、この定着装置１０においては、記録用紙Ｐがニップ部Ｎを上記したように通過することにより、未定着トナー像Ｔが十分かつ的確に加熱及び加圧されて溶融圧着される結果、記録用紙Ｐに良好に定着される。そして、この定着に際しては、加熱定着ベルト１１の電磁誘導加熱された加熱領域は、そのベルト自体の熱容量が小さいことと相俟って、ニップ部Ｎを通過し終わる頃にはその熱がトナー像や記録用紙Ｐ及び支持ロール１２に奪われて冷却される。これにより、トナー像Ｔのトナーもニップ部Ｎの出口付近においてその軟化点温度以下の温度まで冷やされる。この結果、トナーの凝集力が増大するため、記録用紙Ｐがニップ部Ｎの通過後に加熱定着ベルト１１から剥がれる際、トナーがベルト１１側に転移付着するオフセットが発生しにくくなり、記録用紙Ｐは加熱定着ベルト１１から良好に剥がれてニップ部Ｎから排出される。以上のようにして定着動作が完了する。
【００４６】
なお、この定着装置１０では、加熱定着ベルト１１が電磁誘導加熱装置１５の直下（加熱開始領域）に突入する前におけるベルト外周面の温度を温度センサ等により測定し、その測定温度の情報に基づいて電源１７から励磁コイル１６に印加する交流電圧の条件（例えば印加タイミング、印加時間、印加電圧の大きさ又は周波数など）を適宜制御するようにしている。これにより、電磁誘導加熱された加熱定着ベルト１１の熱が支持ロール１２に伝わって次第に蓄熱され、その支持ロール１２の蓄熱により加熱定着ベルト１１が上記加熱開始領域以外でも加熱されるようになってそのベルトの温度状態が一定しない場合であっても、上記交流電圧の条件を適宜変更制御することにより加熱定着ベルト１１を常にほぼ一定した温度に加熱することが可能となり、ひいては一定の加熱温度下での安定した定着を行うことができる。
【００４７】
［実施の形態２］
図７は、本発明の実施の形態２に係る加熱加圧装置を示すものであり、電磁誘導加熱方式の定着装置１０として構成した場合の他の形態例を示すものである。すなわち、この定着装置１０は、加熱定着ベルト１１をその内周面から支持する支持体３として１つの回転支持ロール１８を使用するとともに、この回転支持ロール１８の周長より少し長めの周長からなる加熱定着ベルト１１を使用し、その加熱定着ベルト１１を回転支持ロール１８の表面から一時的に離間させるような状態で支持し、その離間領域で加熱定着ベルト１１を電磁誘導加熱するようにしたことを特徴とするものである。他の点については、実施の形態１に係る定着装置とほぼ同様の構成を採用している。
【００４８】
加熱定着ベルト１１は、矢印Ａ方向に回転駆動する回転支持ロール１８に対して加圧ロール１４と補助ロール１９とによって押し付けられており、加圧ロール１４から補助ロール１９までの間において支持ロール１８に接触した状態となり、補助ロール１９から加圧ロール１４までの間において支持ロール１８から離間した状態となるように支持されている。特にその離間領域では、定着ベルト１１は湾曲した形状をなすような状態で通過移動する。この離間領域となる定着ベルト１１の両端部は、例えば、図示しないガイド部材により湾曲した状態での通過移動が可能なように支持されている。そして、補助ロール１９から加圧ロール１４までの離間領域における加熱定着ベルト１１の内周面側に電磁誘導加熱装置１５の励磁コイル１６を配置し、その定着ベルト１１を電磁誘導加熱させるようになっている。図６中の符号３０は、定着後の定着ベルト１１を清掃するクリーニング装置（例えばクリーニングブレード）である。
【００４９】
また、励磁コイル１６については、図７に示すように、そのコア１６ａの少なくともベルトとの対向面が加熱定着ベルト１１の離間領域における湾曲形状に相応して湾曲する形状に形成されている。また、加熱定着ベルト１１は、実施の形態１における加熱定着ベルトと同様の４層構造であってもよいが、その弾性層１１ｃを除いた基層１１ａ、電磁誘導発熱層１１ｂ及び表面離型層１１ｄの３層構造としてもよい（図７参照）。さらに、回転支持ロール１８は加熱定着ベルト１１のほぼ全体（前記離間部分を除く）を確実に支持できるように構成されたものであり、補助ロール１９は熱容量が可能な限り小さくなるよう構成されたものである。
【００５０】
そして、この定着装置１０においては、図８に示すように、加圧ロール１４が実施の形態１と同様に、加熱定着ベルト１１を回転支持ロール１８に押し付けてそのベルト外周面との間でニップ部Ｎを形成するとともに、そのニップ部Ｎに達する加熱定着ベルト１１がその加圧ロール１４に接触してから回転支持ロール１８に接触する状態となる位置関係を満たすように配置されている。図８中の符号Ｋ０は加圧ロール１４による加圧がないときの定着ベルト１１の回転支持ロール１８との最初の無加圧時接触点、Ｋ１は加圧ロール１４の加熱定着ベルト１１との最初の接触点、Ｋ２は回転支持ロール１８の加熱定着ベルト１１との最初の接触点を示す。
【００５１】
このような定着装置１０による定着動作は、基本的に、実施の形態１の定着装置とほぼ同様に行われる。
【００５２】
特に、この定着装置１０にあっては、加熱定着ベルト１１は回転支持ロール１８が矢印Ａ方向に回転駆動することにより、その動力を加圧ロール１４と補助ロール１９の間となる接触領域で受けて同じ矢印Ａ方向に回転するとともに、補助ロール１９から加圧ロール１４にかけては回転支持ロール１９から離間した状態で回転する。そして、この加熱定着ベルト１１は、未定着トナー像Ｔを担持する記録用紙Ｐの定着装置１０への搬送タイミングに合わせて電磁誘導加熱装置１５が作動することにより、その離間領域において（電磁誘導発熱層１１ａが）電磁誘導加熱されるが、この際、加熱定着ベルト１１は回転支持ロール１８から離間しているため、その支持ロール１１に熱を奪われることなく所定の温度まで素早く加熱される。次いで、この電磁誘導加熱された加熱定着ベルト１１は、ニップ部Ｎを通過する際、実施の形態１における定着ベルトの場合と同様に、先に加圧ロール１４に接触点Ｋ１で接してから回転支持ロール１８に接触点Ｋ２で接触した状態で周回移動する。これにより、ニップ部Ｎを通過する記録用紙Ｐ上の未定着像Ｔは、特にそのニップ部Ｎに進入する際、実施の形態１の場合と同様に、加熱定着ベルト１１によって熱損失もなく十分に加熱されるようになる。
【００５３】
［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の形態３に係る加熱加圧装置を示すものであり、その加熱加圧装置を画像形成装置に適用した状態を示している。
【００５４】
この実施の形態３に係る加熱加圧装置１は、画像形成装置の後述する作像ユニット３１側で形成される未定着トナー像Ｔを加熱及び加圧して記録用紙Ｐに転写と同時に定着するための、電磁誘導加熱方式を利用した転写同時定着装置２０として構成したものである。この転写同時定着装置２０は、基本的に、周回移動して前記未定着トナー像Ｔを担持して加熱する加熱用ベルト２としての加熱中間転写ベルト２１と、この加熱中間転写ベルト２１をその内周面側から支持する支持体３としてのバックアップ支持ロール２２と、同じく支持体３としての駆動ロール２３及びテンションロール２４と、加熱中間転写ベルト２１をバックアップ支持ロール２２に押し付けて前記未定着トナー像Ｔと記録用紙Ｐとを圧接させるニップ部Ｎを形成する加圧体４としての加圧ロール２５と、加熱中間転写ベルト２１を前記ニップ部Ｎの上流側の位置で加熱する加熱手段５としての電磁誘導加熱装置２６とを備えている。
【００５５】
上記加熱中間転写ベルト２１は、図１０に示すように、基層２１ａ上に導電層である電磁誘導発熱層２１ｂを形成するとともに、この発熱層２１ｂ上に表面離型層１１ｃをこの順に積層形成した３層構造からなるものである。この基層２１ａ、電磁誘導発熱層２１ｂ及び表面離型層２１ｃは、実施の形態１における加熱定着ベルト１１を構成する基層１１ａ、電磁誘導発熱層１１ｂ及び表面離型層１１ｄとほぼ同じ構成からなるものであり、表面離型層２１ｃが弾性を有するように構成されて転写同時加熱時のトナー像と用紙Ｐとの接触時における追従性が良好となるように工夫されている点で異なるのみである。この加熱中間転写ベルト２１は、バックアップ支持ロール２２と駆動ロール２３に主に掛け回され、しかもテンションロール２４により所定の張力が付与された状態で矢印Ａ方向に周回移動（回転）するようになっている。
【００５６】
また、上記バックアップ支持ロール２２は、実施の形態１におけるバックアップ支持ロール１２とほぼ同じ構成からなるものであり、そのロール径が少し大きい寸法に設定されている点で異なるのみである。上記加圧ロール２５は、実施の形態１における加圧ロール１４とほぼ同じ構成からなるものである。
【００５７】
さらに、電磁誘導加熱装置２６は、実施の形態１における電磁誘導加熱装置１５とほぼ同じ構成からなるものであり、図１０に示すように加熱中間転写ベルト２１の電磁誘電発熱層２１ｂを貫く変動磁界Ｈを発生する励磁コイル２７（前記励磁コイル１６に相当）とこのコイル２７に交流電圧を印加する電源２８（前記電源１７に相当）とでその主要部が構成されている。励磁コイル２７については実施の形態１のコイル１６と同様にコア２７ａとコイル線材２７ｂとで構成されている。ちなみに、この実施形態における電源２８から励磁コイル２７へは、周波数が１５ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの交流を印加している。この周波数が１５ｋＨｚよりも小さい場合には十分な電磁誘導作用を発生させることができず、反対に１００ｋＨｚを超えた場合には放射ノイズが大きくなってしまう。
【００５８】
一方、画像形成装置は、上記転写同時加熱装置２０における加熱中間転写ベルト２１の駆動ロール２３から電磁誘導加熱装置２６（励磁コイル２７）までの間となる領域に対し、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色成分のトナー像（未定着像）を個別に形成する４つの作像ユニット３１Ｙ，３１Ｍ、３１Ｃ，３１Ｋを並列状態に配設したものである。
【００５９】
各作像ユニット３１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、そのいずれもほぼ同様の構成からなるものであり、矢印Ｂ方向に回転して表面に静電潜像が形成される感光ドラム３２と、この感光ドラム３２の表面をほぼ一様に帯電する帯電装置３３と、この帯電後の感光ドラム３２の表面に各色信号に応じた光像（レーザー光など）（図中の矢付点線）を照射して静電潜像を形成する像露光装置３４と、感光ドラム３２上の静電潜像をその潜像と対応する色のトナーにより現像してトナー像を形成する現像装置３５とを備えている。図中の符号３６は、中間転写ベルト４０を挟んで各作像ユニット３１の感光ドラム３２と対向するように配置され、感光ドラム３２と中間転写ベルト４０との間にニップ域を形成して感光ドラム３２上の各色のトナー像を中間転写ベルト４０側に一次的に転写させる一次転写ロールである。また、符号３７は、加熱中間転写ベルト２１の両端部に露出するように形成した電磁誘導発熱層２１ｂに接触するように配設され、一次転写用のバイアス電圧を印加するためのバイアス印加部材（ロール、ブラシなど）ある。記録用紙Ｐは、図示しない給紙機構により加圧ロール４８と中間転写ベルト４０の間を通過するように搬送される。図中の一点鎖線は記録用紙の搬送経路を示す。
【００６０】
そして、この転写同時定着装置３０では、加熱中間転写ベルト２１が、図１０に示すように磁誘導加熱装置２６による電磁誘導加熱時にそのベルト２１の励磁コイル２７とは反対側の空間に磁束Ｈが洩れ出る特性を有するものであるため、加熱中間転写ベルト２１を挟んで励磁コイル２７と対向する側の位置に強磁性体からなる磁束収集体４０を配設している。この磁束収集体４０を構成する強磁性体は、ソフトフェライトからなる厚さが５ｍｍ程度の板状のものである。また、磁束収集体４０は、その加熱中間転写ベルト２１の移動方向Ａに沿う幅Ｗが励磁コイル２７の加熱用ベルトの移動方向Ａに沿う幅Ｌとほぼ同じ寸法に設定されており、しかも、ベルト２１の幅方向に対してもほぼ同じ寸法に設定されている。さらに、この磁束収集体４０は、加熱中間転写ベルト２１と１ｍｍ程度の間隔Ｄをあけた非接触状態に配設されている。
【００６１】
加熱中間転写ベルト２１から洩れ出る磁束については、次のような測定装置及び測定方法にて測定した。すなわち、磁束密度を計測する測定器（Ｆ．Ｗ．ＢＥＬＬ社製：Ｇａｕｓｓ／Ｔｅｓｌａｍｅｔｅｒ，Ｍｏｄｅｌ9950）を用い、図１２に示すように、その検出素子であるプローブ４５を非検出対象物である加熱中間転写ベルト２１の表面から１ｍｍ以内の範囲内に近づけることにより測定する。ベルト２１は静止固定させた状態とする。このときの測定は、そのベルト２１の厚さ方向の磁束密度を測定する場合（図中の４５Ａで示す状態）とベルト２１の表面と並行する方向の磁束密度を測定する場合（図中の４５Ｂで示す状態）との２種にわけて行い、それぞれの場合について１０地点ほど測定し、そのときの最大値、最小値及び平均値を求めた。そして、このときの２種の測定値が１、５Ｇ以上であるときを、磁束収集体４０の設置が必要な磁束の洩れがあるベルト２１とした。このときの判断閾値を１．５Ｇとしたのは、その測定時において地磁気や周囲に存在する磁場や電磁波の影響から０．５Ｇ程度の磁束が測定環境に存在していることと、ベルト２１を貫いて洩れた磁束以外のまわりこみ磁束が測定されることなどの測定誤差を排除する観点から定めたものである。
【００６２】
また、この転写同時定着装置２０では、加圧ロール２５を実施の形態１における加圧ロール１４の場合と同様に、図１１に示すように、ニップ部Ｎに達する加熱中間転写ベルト２１がその加圧ロール２５に接触してからバックアップ支持ロ−ル２２に接触する状態となる位置関係を満たすように配置されている。図１１中の符号Ｋ０は加圧ロール２５による加圧がないときの中間転写ベルト２１の支持ロール２２との最初の無加圧時接触点、Ｋ１は加圧ロール２５の中間転写ベルト２１との最初の接触点、Ｋ２は支持ロール２２の中間転写ベルト２１との最初の接触点を示す。
【００６３】
次に、この転写同時定着装置２０の動作について説明する。
【００６４】
はじめに、作像ユニット３１においてトナー像Ｔの形成動作が行われるとともにそのトナー像Ｔの加熱中間転写ベルト２１への転写が行われる。すなわち、原稿読取装置又は外部機器から入力される画像情報が前記４色の色成分の像に分解され、各作像ユニット３１（Ｙ〜Ｋ）において帯電装置３３による帯電、像露光装置３４による像露光（潜像形成）及び現像装置３５による現像が実行されることにより、その各色成分に相応する色のトナー像が回転する各感光ドラム３２上でそれぞれ形成される。次いで、この各作像ユニット３１（Ｙ〜Ｋ）で各感光ドラム３２上に形成された各トナー像は、矢印Ａ向に周回移動する加熱中間転写ベルト２１（表面離型層２１Ｃ）上に、一次転写ロール３６による転写作用（転写電界など）をうけて重ね合わせられるように一次転写される。
【００６５】
次いで、この４つの作像ユニット３１から加熱中間転写ベルト２１に多重転写されたトナー像Ｔは、転写同時定着装置２０により記録用紙Ｐに転写されると同時に定着される。
【００６６】
すなわち、そのトナー像Ｔが加熱中間転写ベルト２１の周回移動により電磁誘導加熱装置２６の励磁コイル２７と対向する加熱領域を通過する際、そのタイミングに合わせて電磁誘導加熱装置２６が作動することにより加熱中間転写ベルト２１の発熱層２１ｂが電磁誘導加熱される。その電磁誘導加熱の原理は実施の形態１の場合と同様である。これにより、発熱層２１ｂの熱が表面離型層２１ｃ側に伝わるため加熱中間転写ベルト２１上のトナー像Ｔが加熱され始める。
【００６７】
続いて、この加熱され始めた中間転写ベルト２１上のトナー像Ｔが、加圧ロール２５との間で形成されるニップ部（二次転写部に相当する）に達するタイミングに合わせて、記録用紙Ｐもニップ部Ｎに送り込まれる。これにより、そのトナー像Ｔは加熱及び加圧されて記録用紙Ｐ側に転写されると同時に定着される。その後、トナー像が転写された記録用紙Ｐは、加熱中間転写ベルト２１から剥がれてニップ部Ｎから排出される。以上の工程により、記録用紙Ｐへのカラー画像の形成が行われる。
【００６８】
そして、この転写同時加熱装置２０では、電磁誘導加熱装置２６により加熱中間転写ベルト２１が電磁誘導加熱される際、その励磁コイル２７から生成される変動磁界や渦電流による反作用磁界で決定される磁束が中間転写ベルト２１から励磁コイル２７のある側とは反対側の空間内に洩れ出るが、図１０に示すように、その洩れる側に強磁性体からなる磁束収集体４０が設けられているため、その洩れた磁束は磁束収集体４０を超えて周囲に広がることが抑えられて遮蔽される。また、この際、磁束収集体４０そのものは、その磁束によって電磁誘導加熱されることはない。
【００６９】
図１３ａは、このときの加熱中間転写ベルト２１から洩れ出る磁束密度について前記した測定装置により測定した結果を示す。この測定は、磁束収集体４０（図中では「強磁性体」と表示する）がない場合とある場合に分けて行い、プルーブをベルト２１表面（又は磁束収集体４０表面）から１０ｍｍ離した状態で近づけ、１０地点について調べた平均値として求めた。この図表に示す結果から、磁束収集体４０を設けることにより洩れ出る磁束が確実に減少することがわかる。この結果、その磁束の洩れる空間内に導体が存在しても、電磁誘導作用がおよぶおそれがない。また、この磁束収集体４０の配設により、ベルト２１が励磁コイル２７から生成される変動磁界によって効率よく電磁誘導加熱されることが推認される。しかも、この効率のよい電磁誘導加熱は、磁束収集体４０の幅Ｗを励磁コイル２７の幅Ｌとほぼ同じ寸法にしていることにより、励磁コイル２７から生成される変動磁界の磁束がそのコイル２７の幅Ｌに相応した幅で磁束収集体４０に集められることによっても実現されているものと認められる。
【００７０】
また、この転写同時加熱装置２０では、磁束収集体４０を加熱中間転写ベルト２１との間隔Ｄが１ｍｍ程度という接近させた状態で配設しているため、より効率のよい的確な電磁誘導加熱が可能となる。図１３ｂは、このときの磁束収集体４０を加熱中間転写ベルト２１から１〜１０ｍｍの範囲内で選定した５つの間隔Ｄでもって設置したときの力率について測定した結果を示す。その力率は、皮相電力に対する有効電力の比を測定して得たものである。この図表に示す結果から、磁束収集体４０を間隔Ｄが１〜５ｍｍの範囲内となるように設置することにより０．５を超える高い力率が得られることがわかる。
【００７１】
さらに、この転写同時加熱装置２０では、加圧ロール２５の配置により、電磁誘導加熱された後の加熱中間転写ベルト２１は、図１１に示すようにニップ部Ｎを通過する際、実施の形態１における定着ベルト１１の場合と同様に、先に加圧ロール２５に接触点Ｋ１で接してから支持ロール２２に接触点Ｋ２で接触した状態で周回移動する。これにより、ニップ部Ｎに至るまでのベルト２１上の未定着トナー像Ｔは、加熱中間転写ベルト２１によって熱損失もなく十分に加熱されるようになる。このため、未定着トナー像Ｔは先の磁束収集体４０による効率のよい電磁誘導加熱の実現と合わせて、ニップ部Ｎに至る直前及び至る時点で十分に加熱されるため、記録用紙Ｐに確実に定着されるようになる。
【００７２】
［実施の形態４］
図１４は、本発明の実施の形態４に係る加熱加圧装置を示すものであり、電磁誘導加熱方式の転写同時定着装置２０として構成した場合の他の形態例を示すものである。
【００７３】
すなわち、この転写同時定着装置２０は、実施の形態２の定着装置と似た構成を採用するものであって、加熱中間転写ベルト２１をその内周面から支持する支持体３として１つの回転支持ロール２９を使用するとともに、この回転支持ロール２９の周長より少し長めの周長からなる加熱中間転写ベルト２１を使用し、その中間転写ベルト２１を回転支持ロール２９の表面から一時的に離間させるような状態で支持し、その離間領域で加熱中間転写ベルト２１を電磁誘導加熱するようにしたことを特徴とするものである。これら以外の他の点については、実施の形態３に係る転写同時定着装置とほぼ同様の構成を採用している。また、この転写同時定着装置２０を適用した画像形成装置に関しては、その作像ユニット３１として１つの感光ドラム３２で前記４色のトナー像Ｔを形成し得るものを使用し、また、その現像装置３５として４色の現像剤をそれぞれ収容する４つの現像器３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を１つの回転支持体３５ａの周囲に配した回転式現像装置を用いた以外は実施の形態３における作像ユニット３１とほぼ同様の構成を採用している。なお、感光ドラム３２と加熱中間転写ベルト２１の間におけるトナー像の一次転写は、その中間転写ベルト２１の両端部に露出するように形成した電磁誘導発熱層２１ｂに接触して一次転写用のバイアス電圧を印加する図示しないバイアス印加部材（図９の符号３７参考）により、上記両者の間に一次転写電界を形成して行うように構成している。
【００７４】
加熱中間転写ベルト２１は、矢印Ｃ方向に回転駆動する回転支持ロール２９に対して加圧ロール２５と作像ユニット３１の感光ドラム３２とによって押し付けられており、加圧ロール２５から感光ドラム３２までの間において支持ロール２９に接触した状態となり、感光ドラム３２から加圧ロール２５までの間において支持ロール２９から離間した状態となるように支持されている。特にその離間領域では、中間転写ベルト２１は湾曲した形状をなすような状態で通過移動する。そして、感光ドラム３２から加圧ロール２５までの離間領域における加熱中間転写ベルト２１の内周面側に電磁誘導加熱装置２６の励磁コイル２７を配置し、その中間転写ベルト２１を電磁誘導加熱させるようになっている。
【００７５】
また、励磁コイル２７については、図１５に示すように、そのコア２７ａの少なくともベルトとの対向面が加熱中間転写ベルト２１の離間領域における湾曲形状に相応して湾曲する形状に形成されている。また、加熱中間転写ベルト２１は、実施の形態３における加熱中間転写ベルトと同様の３層構造からなるものである。さらに、回転支持ロール２９は熱容量が可及的に小さくなるように構成されたものである。
【００７６】
そして、この転写同時定着装置２０においては、図１４や図１５に示すように、実施の形態３の場合と同様に、加熱中間転写ベルト２１を挟んで励磁コイル２７と対向する側の位置に磁束収集体４０を配設している。この磁束収集体４０は、中間転写ベルト２１の湾曲形状に相応して少なくともベルト対向面が湾曲面となるように形成されている以外は、実施の形態３における磁束収集体と同じ構成からなるものである。
【００７７】
また、この転写同時定着装置２０においては、図１６に示すように、加圧ロール２５を実施の形態３における加圧ロールと同様に、ニップ部Ｎに達する加熱中間転写ベルト２１がその加圧ロール２５に接触してから回転支持ロール２９に接触する状態となる位置関係を満たすように配置されている。さらに、この加圧ロール２５は、作像ユニット３１で複数の色のトナー像Ｔを形成する場合、その各トナー像が加熱中間転写ベルト２１に重ね合わせられるように転写される間はベルト２１から離間した位置に退避する一方、そのトナー像Ｔが記録用紙Ｐに転写されるときにだけベルト２１に当接する位置に移動するよう変位可能に設けられている。図１６中の符号Ｋ０は加圧ロール２５による加圧がないときの中間転写ベルト２１の支持ロール２９との最初の無加圧時接触点、Ｋ１は加圧ロール２５の中間転写ベルト２１との最初の接触点、Ｋ２は支持ロール２９の中間転写ベルト２１との最初の接触点を示す。
【００７８】
このような転写同時定着装置２０による転写同時定着動作は、基本的に、実施の形態３の転写同時定着装置とほぼ同様に行われる。また、作像ユニット３１による画像形成動作については、実施の形態３における作像ユニット３１の動作と比べた場合、感光ドラム３２が矢印Ｅ方向に一回転するごとに静電潜像の色に該当する現像器３５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）がドラム３２と対向する位置に回転移動して現像を行って1色のトナー像Ｔが順次形成されるとともに、加熱中間転写ベルト２１に順次重ね合わされるように転写される点で異なるのみで、それ以外については同様に行われる。なお、上記画像形成動作中において加圧ロール２５は、すべてのトナー像Ｔが感光ドラム３２から中間転写ベルト２１に転写されるまでの間はそのベルト２１から離れた退避位置に移動しており、最後のトナー像が転写された後にベルト２１に当接する位置に移動する。
【００７９】
特に、この転写同時定着装置２０にあっては、実施の形態２における加熱定着ベルト１１と同様に、加熱中間転写ベルト２１は回転支持ロール２９が矢印Ｃ方向に感光ドラム３２と同期して回転駆動することにより、その動力を加圧ロール２５と感光ドラム３２の間となる接触領域で受けて同じ矢印Ｃ方向に回転するとともに、感光ドラム３２から加圧ロール２５にかけては回転支持ロール２９から離間した状態で回転する。そして、この加熱中間転写ベルト２１は、すべての未定着トナー像Ｔが転写されてニップ部Ｎに達する前のタイミングに合わせて電磁誘導加熱装置１５が作動することにより、その離間領域において（電磁誘導発熱層２１ａが）電磁誘導加熱されるが、この際、中間転写ベルト２１は回転支持ロール２９から離間しているため、その支持ロール２９に熱を奪われることなく所定の温度まで素早く加熱される。また、トナー像Ｔのニップ部Ｎへの進入タイミングに合わせて記録用紙Ｐもそのニップ部Ｎへ送り込まれる。これにより、ニップ部Ｎにおいて中間転写ベルト２１上のトナー像Ｔが記録用紙Ｐに転写されると同時に定着される。
【００８０】
また、この転写同時定着装置２０においても、実施の形態３の場合と同様に、電磁誘導加熱装置２６により加熱中間転写ベルト２１を電磁誘導加熱する際、その中間転写ベルト２１から磁束が洩れるが、図１５に示すように、その洩れる側に磁束収集体４０が設けられているため、その洩れた磁束は磁束収集体４０を超えて周囲に広がることが抑えられる。また、この強磁性体４０の幅Ｗについても、実施の形態３の場合と同様に、励磁コイル２７の幅Ｌとほぼ同じ寸法にしていることにより、励磁コイル２７から生成される変動磁界の磁束がそのコイル２７の幅Ｌに相応した幅で強磁性体４０に集められる。さらに、磁束収集体４０を加熱中間転写ベルト２１との間隔Ｄが１ｍｍ程度という接近させた状態で配設しているため、より効率のよい的確な電磁誘導加熱が可能となる。
【００８１】
さらに、この転写同時加熱装置２０においても、やはり実施の形態３の場合と同様に、電磁誘導加熱された加熱中間転写ベルト２１がニップ部Ｎを通過する際、先に加圧ロール２５に接触点Ｋ１で接してから回転支持ロール２９に接触点Ｋ２で接触した状態で周回移動する。これにより、ニップ部Ｎを通過するベルト２１上の未定着像Ｔは、特にそのニップ部Ｎに進入する際、加熱中間転写ベルト２１によって熱損失もなく十分に加熱されるようになる。
【００８２】
［実施の形態５］
図１７は、実施の形態３に係る転写同時定着装置２０において、加熱中間転写ベルト２１の周回移動（回転）速度が記録用紙Ｐの厚さや種類等に応じて通常速度（Ｓ１）とその通常速度よりも少し速い高速度（Ｓ２）に切り替えられる場合に、磁束収集体４０を変位調整可能に設けた形態例を示すものである。なお、実施の形態４に係る転写同時定着装置における磁束収集体についても、この実施形態の場合と同様に構成することができるのは言うまでもない。
【００８３】
この実施の形態では、加熱中間転写ベルト２１が通常速度Ｓ１であるときには、図１７ａに示すように磁束収集体４０をそのベルト２１を挟んで励磁コイル２７と真正面に向き合う位置（基準位置Ｑ）におき、一方、加熱中間転写ベルト２０が高速度Ｓ２にあるときには、図１７ｂに示すように磁束収集体４０を上記基準位置Ｑからベルト２１の周回移動方向Ａとは反対側の方向（ニップ部Ｎから離れる方向）にずらした位置に変位させた。図中の符号Ｊは基準位置Ｑからの変位量である。この磁束収集体４０の変位は、例えばベルト２１の速度変動の制御信号により同期して作動するソレノイド等の変位機構により行うことができる。
【００８４】
図１８は、磁束収集体４０を加熱中間転写ベルト２１の速度の変更（通常速度Ｓ１と高速度Ｓ２の間での変更）にかかわらず、磁束収集体４０を上記基準位置Ｑ（図１７ａ）にしている場合に、電磁誘導加熱をしてからの中間転写ベルト２１の表面温度の経時的変化を測定した結果を示すものである。ちなみに、このときの基準位置Ｑからニップ部Ｎの入り口（加圧ロール２５との接触点）までの離間距離は約１０ｍｍである。この図１８に示す結果から、高速度Ｓ２になるとベルトの表面温度の最高温度に達するときの位置が通常速度Ｓ１に対して異なることがわかる。これに対し、中間転写ベルト２１の移動速度が高速度Ｓ２に変更されるのに合わせて強磁性体４０を図１７ｂに示すように変位させた場合には、そのベルト２１の表面温度の経時的変化は、通常速度Ｓ１の場合とほぼ同じ軌跡を描く変化となった。このような効果が得られるのは、励磁コイル２７から生成されてベルト２１の厚さ方向に沿う変動磁界の磁束が磁束収集体４０のずれた方向に合わせて集められことにより、発熱層内のうず電流が主に流れる位置が変化したことに起因するものと考えられる。
【００８５】
この結果、中間転写ベルト２１の周回移動速度が変更された際に発生するベルト２１の最高温度到達領域の位置的ずれを防止することができ、そのときの加熱条件についてもほぼ一定に保つことが可能になるため、未定着トナー像Ｔを常にほぼ一定した温度条件下で加熱することができ、ひいては良好な転写同時定着を安定して行うことができるようになる。ちなみに、加熱中間転写ベルト２１の速度が通常速度Ｓ１よりも遅くなる場合には、強磁性体４０をニップ部Ｎに近づける方向に変位させればよい。
【００８６】
［実施の形態６］
図１９は、本発明の実施の形態６に係る加熱加圧装置を示すものであり、電磁誘導加熱方式の定着装置１０として構成した場合の他の実施形態例を示すものである。
【００８７】
すなわち、この定着装置１０は、加熱定着ベルト１１をニップ部Ｎの位置で電磁誘導加熱するように電磁誘導加熱装置１５を設置するとともに、バックアップ支持ロール１２及び加圧ロール１４として磁束透過性があり電磁誘導加熱しない（又はしにくい）材料により形成した中空構造の円筒ロールを使用し、また、加圧ロール１４の中空内に強磁性体からなる磁束収集体４０を配設したことを特徴とするものである。他の点については、実施の形態１に係る定着装置とほぼ同様の構成を採用している。なお、加熱定着ベルト１１は、実施の形態３における加熱中間転写ベルト２１等と同様に、電磁誘導加熱装置１５による電磁誘導加熱時にそのベルト１５の励磁コイル１６とは反対側の空間に磁束Ｈが洩れ出る特性を有するものである。また、加圧ロール１４は実施の形態１のような特定の位置関係を満たすようには配置していない点で相違している。
【００８８】
電磁誘導加熱装置１５については、その励磁コイル１７が、図２０に示すように、そのコア１７ａの少なくともバックアップ支持ロール１２の内壁面との対向面をその内壁面の曲面形状に相応して湾曲する形状に形成してある以外は実施の形態１における電磁誘導加熱装置と同じ構成になっている。また、バックアップ支持ロール１２及び加圧ロール１４については、その全体をセラミックスにて形成している。これにより、図２０に例示するように励磁コイル１７から生成される磁束Ｈがセラミックス製の支持ロール１２を通過して加熱定着ベルト１１の発熱層１１ｂに達し、もってベルト１４が電磁誘導加熱されるようになっている。そして、磁束収集体４０については、加圧ロール１４の内壁面の曲面形状に相応して湾曲した形態となるように構成している以外は実施の形態３における磁束収集体と同じ構成からなるものである。
【００８９】
このような定着装置１０による定着動作は、加圧ロール１４が加熱定着ベルト１１をバックアップ支持ロール１２に押し付けているニップ部Ｎの位置において、その加熱定着ベルト１１が電磁誘導加熱装置１５の励磁コイル１７から生成される磁束により電磁誘導加熱される点で相違する他は、基本的に、実施の形態１の定着装置とほぼ同様に行われる。
【００９０】
特に、この定着装置１０にあっては、電磁誘導加熱装置１５により加熱定着ベルト１１が電磁誘導加熱される際、その励磁コイル１７から生成される変動磁界や渦電流による反作用磁界で決定される磁束が加熱定着ベルト１１から励磁コイル１７のある側とは反対側の加圧ロール１４及びその中空内部などに主に洩れ出るが、図２０に示すように、その洩れる側に強磁性体からなる磁束収集体４０が設けられているため、その洩れた磁束は磁束収集体４０を超えて周囲に広がることが抑えられて遮蔽される。この際、加熱定着ベルト１１から洩れ出た磁束が加圧ロール１４を鎖交するが、この加圧ロール１４そのものは、セラミックス製であるためベルト１１から洩れ出た磁束によって電磁誘導加熱されることは殆どない。
【００９１】
図２１は、この実施の形態６に係る定着装置１０の他の実施形態（変形例）を示すものである。
【００９２】
この図２１ａに示す定着装置１０は、前記した定着装置（図１９）において前記磁束収集部材４０を加圧ロール１４の中空内部に別個独立したものとして配設したことに代えて、加圧ロール１４そのものを磁束収集部材４０により構成したものである。すなわち、この加圧ロール１４は、例えばセラミックスからなるロール基材と、そのロール基材の表面に鉄、ニッケル等の強磁性材料からなる磁束収集部材４０を薄い層状に形成した構造からなるものである。そして、この定着装置１０にあっては、特に電磁誘導加熱装置１５により加熱定着ベルト１１がニップ部Ｎの位置で電磁誘導加熱される際、その加熱定着ベルト１１から加圧ロール１４側に洩れ出る磁束が、その加圧ロール１４の一部を構成する磁束収集部材４０によって収集されて遮蔽される。ちなみに、この定着装置１０においては、加圧ロール１４における磁束収集部材４０の層厚を厚くすると（例えば２０〜４０μｍ以上）、その磁束収集部材４０が電磁誘導加熱しやすい抵抗値を有するものにすることができるため、この磁束収集部材４０を定着時において電磁誘導加熱装置１５により積極的に電磁誘導加熱させるように構成し、その熱を定着加熱用の熱として利用するようにしてもよい。
【００９３】
一方、図２１ｂに示す定着装置１０は、電磁誘導加熱装置１５の励磁コイル１６をセラミックス製の加圧ロール１４の中空内部に配設し、バックアップ支持ロール１２を磁束収集部材４０により構成した以外は前記した定着装置（図１９）と同じ構成のものである。バックアップ支持ロール１２は、前記加圧ロ０ル１４の場合とほぼ同様に、例えばセラミックスからなるロール基材と、そのロール基材の表面に鉄、ニッケル等の強磁性材料からなる磁束収集部材４０を層状に形成した構造からなるものである。そして、この定着装置１０にあっては、特に、加熱定着ベルト１１が加圧ロール１４内に配設された電磁誘導加熱装置１５の励磁コイル１７から生成される変動磁界による磁束によりニップ部Ｎの位置で電磁誘導加熱され、また、この電磁誘導加熱時に加熱定着ベルト１１からバックアップ支持ロール１２側に洩れ出る磁束が、その支持ロール１２の一部を構成する磁束収集部材４０によって収集されて遮蔽される。また、この定着装置１０においても、前記した定着装置１０（図２１ａ）の場合とほぼ同様に、バックアップ支持ロール１２における磁束収集部材４０の層厚を厚くすると、その磁束収集部材４０が電磁誘導加熱しやすい抵抗値を有するものとすることができるため、この磁束収集部材４０を定着時において電磁誘導加熱装置１５により積極的に電磁誘導加熱させるように構成し、その熱を定着加熱用の熱として利用するようにしてもよい。
【００９４】
なお、この図２１に示す両定着装置１０においては、必要により、加熱定着ベルト１１を支持する支持ロール１２を使用せず、実施の形態２に係る定着装置（図６、８）のように補助ロール１９を設置し、その補助ロール１９と加圧ロール１４との間で加熱定着ベルト１１をバックアップ支持ロール１２表面から湾曲形状に保持するように離間させた状態で回転させるように構成してもよい。
【００９５】
また、図１９及び図２１に示す各定着装置１０においては、必要により、磁束収集部材４０を配設することと、支持ロール１２又は加圧ロール１４の少なくとも一部を磁束収集部材４０で構成することを併用してもよい。すなわち、図１９に示す定着装置１０にあっては、別個独立の磁束収集部材４０に加えて、支持ロール１２についてもその少なくとも一部を磁束収集部材４０で構成する。また、図２１ａで示す定着装置１０にあっては、磁束収集部材４０にて一部が形成されている加圧ロール１４の中空内部（ニップ部Ｎと対向する位置）に別個独立の磁束収集部材４０を追加して配設する。さらに、図２１ｂに示す定着装置１０にあっては、磁束収集部材４０にて一部が形成されている支持ロール１２の中空内部（ニップ部Ｎと対向する位置）に別個独立の磁束収集部材４０を追加して配設する。
【００９６】
［実施の形態７］
図２２は、本発明の実施の形態７に係る加熱加圧装置を示すものであり、電磁誘導加熱方式の転写同時定着装置２０として構成した場合の他の形態例を示すものである。
【００９７】
すなわち、この転写同時定着装置２０は、加熱中間転写ベルト２１をニップ部Ｎの位置で電磁誘導加熱するように電磁誘導加熱装置２６を設置するとともに、バックアップ支持ロール２２及び加圧ロール２５として磁束透過性があり電磁誘導加熱しない（又はしにくい）材料により形成した中空構造の円筒ロールを使用し、また、加圧ロール２５の中空内に強磁性体からなる磁束収集体４０を配設したことを特徴とするものである。他の点については、実施の形態３に係る転写同時定着装置とほぼ同様の構成を採用している。なお、この装置２０では、加圧ロール２４は実施の形態３のような特定の位置関係を満たすように特に配置していない。
【００９８】
電磁誘導加熱装置２６については、その励磁コイル２７が、図２３に示すように、そのコア２７ａの少なくともバックアップ支持ロール２２の内壁面との対向面をその内壁面の曲面形状に相応して湾曲する形状に形成してある以外は実施の形態３における電磁誘導加熱装置と同じ構成になっている。また、バックアップ支持ロール２２及び加圧ロール２５については、その全体をセラミックスにて形成している。これにより、図２３に例示するように励磁コイル２７から生成される磁束Ｈがセラミックス製の支持ロール２２を通過して加熱中間転写ベルト２１の発熱層２１ｂに達し、もってベルト２１が電磁誘導加熱されるようになっている。そして、磁束収集体４０については、加圧ロール２５の内壁面の曲面形状に相応して湾曲した形態となるように構成している以外は実施の形態３における磁束収集体と同じ構成からなるものである。
【００９９】
このような転写同時定着装置２０による転写同時定着動作は、加圧ロール２５が加熱中間転写ベルト２１をバックアップ支持ロール２２に押し付けているニップ部Ｎの位置において、その加熱中間転写ベルト２１が電磁誘導加熱装置２６の励磁コイル２７から生成される磁束により電磁誘導加熱される点で相違する他は、基本的に、実施の形態３の転写同時定着装置とほぼ同様に行われる。
【０１００】
特に、この転写同時定着装置２０にあっては、電磁誘導加熱装置２６により加熱中間転写ベルト２１がニップ部の位置で電磁誘導加熱される際、その励磁コイル２７から生成される変動磁界や渦電流による反作用磁界で決定される磁束が加熱中間転写ベルト２１から励磁コイル２７のある側とは反対側の加圧ロール２５及びその中空内部などに主に洩れ出るが、図２３に示すように、その洩れる側に強磁性体からなる磁束収集体４０が設けられているため、その洩れた磁束は磁束収集体４０を超えて周囲に広がることが抑えられて遮蔽される。この際、加熱中間転写ベルト２１から洩れ出た磁束が加圧ロール２５を通過するが、この加圧ロール２５そのものは、セラミックス製であるためベルト２１から洩れ出た磁束によって電磁誘導加熱されることは殆どない。
【０１０１】
図２４は、この実施の形態７に係る転写同時定着装置２０の他の実施形態を示すものである。
【０１０２】
この図２４ａに示す転写同時定着装置２０は、前記した転写同時定着装置（図２２）において前記磁束収集部材４０を加圧ロール２５の中空内部に独立別体のものとして配設したことに代えて、加熱ロール２５を磁束収集部材４０により構成したものである。すなわち、加熱ロール２５は、アルミニウムからなるロール基材と、そのロール基材の表面に鉄系材料からなる磁束収集部材４０を層状に形成した構造からなるものである。そして、この転写同時定着装置２０にあっては、特に電磁誘導加熱装置２６により加熱中間転写ベルト２１がニップ部Ｎの位置で電磁誘導加熱される際、その加熱中間転写ベルト２１から加圧ロール２５側に洩れ出る磁束が、その加圧ロール２５の一部を構成する磁束収集部材４０によって収集されて遮蔽される。この転写同時定着装置２０においては、上記加熱ロール２５を鉄系材料からなる磁束収集部材４０のみでロール状に形成してもよい。この場合には、前記したように磁束収集部材４０自体が層厚の厚いものとなり、電磁誘導加熱しやすい抵抗値を有するロールとすることができるため、この磁束収集部材４０のみからなる加熱ロール２５を定着時において電磁誘導加熱装置１５により積極的に電磁誘導加熱させ、その熱を定着加熱用の熱として利用することが可能となる。
【０１０３】
一方、図２４ｂに示す転写同時定着装置２０は、電磁誘導加熱装置２６の励磁コイル２７をセラミックス製の加圧ロール２５の中空内部に配設し、バックアップ支持ロール２２を磁束収集部材４０により構成した以外は前記した転写同時定着装置（図２２）と同じ構成のものである。バックアップ支持ロール２２は、セラミックス系材料からなるロール基材と、そのロール基材の表面に鉄、ニッケル系材料からなる磁束収集部材４０を層状に形成した構造からなるものである。そして、この転写同時定着装置２０にあっては、特に、加熱中間転写ベルト２１が加圧ロール２５内に配設された電磁誘導加熱装置２６の励磁コイル２７から生成される変動磁界による磁束によりニップ部Ｎの位置で電磁誘導加熱され、また、この電磁誘導加熱時に加熱中間転写ベルト２１からバックアップ支持ロール２２側に洩れ出る磁束が、その支持ロール２２の一部を構成する磁束収集部材４０によって収集されて遮蔽される。
【０１０４】
なお、この図２４に示す転写同時定着装置２０においては、必要により、加熱中間転写ベルト２１を支持する支持ロール２２を使用せず、実施の形態４に係る定着装置（図１４、１６参照）のように補助ロール２９を設置し、その補助ロール２９と加圧ロール２５との間で加熱中間転写ベルト２１をバックアップ支持ロール２２の表面から湾曲形状に保持するように離間させた状態で回転させるように構成してもよい。
【０１０５】
また、図２２及び図２４に示す各転写同時定着装置２０においては、必要により、磁束収集部材４０を配設することと、支持ロール２２又は加圧ロール２５の少なくとも一部を磁束収集部材４０で構成することを併用してもよい。すなわち、図２２に示す転写同時定着装置２０にあっては、別個独立の磁束収集部材４０に加えて、支持ロール２２についてもその少なくとも一部を磁束収集部材４０で構成する。また、図２４ａで示す転写同時定着装置２０にあっては、磁束収集部材４０にて一部が形成されている加圧ロール２５の中空内部（ニップ部Ｎと対向する位置）に別個独立の磁束収集部材４０を追加して配設する。さらに、図２４ｂに示す転写同時定着装置２０にあっては、磁束収集部材４０にて一部が形成されている支持ロール２２の中空内部（ニップ部Ｎと対向する位置）に別個独立の磁束収集部材４０を追加して配設する。
【０１０６】
［他の実施の形態］
実施の形態１、２では、加熱定着ベルト１１の加熱手段５として電磁誘導加熱装置１５を使用する場合について例示したが、面状の電熱ヒータ等のような自己発熱型の加熱装置を使用してもよい。また、実施の形態１、２において電磁誘導加熱する加熱定着ベルト１１が変動磁界の磁束が洩れる特性を有する場合には、必要に応じて、そのベルト１１を挟んで電磁誘導加熱装置１５の励磁コイル１６と対向する位置に実施の形態３，４に示すような強磁性体４０を同様に配設すると有効である。
【０１０７】
また、実施の形態３、４では、加圧ロール２５を実施の形態１、２における加圧ロール１４と同様の特定の位置関係を満たすように配置した場合について例示したが、必要であれば、その加圧ロール２５は支持ロール２２，２９と同時に加熱中間転写ベルト２１に接触するような位置関係（実施の形態６、７参照）となるように配置しても構わない。
【０１０８】
そして、実施の形態１〜７においては、支持体３及び加圧体４としていずれもロール形状で回転するものを使用する場合について例示したが、その一方がパッド形状で固定配置されるものを使用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】実施の形態１に係る定着装置を示す概要図。
【図２】加熱定着ベルトの層構造を示す概略断面図。
【図３】加熱定着ベルトと電磁誘導加熱装置の関係とその動作状態とを示す概略説明図。
【図４】加圧ロールの配置状態を示す要部説明図。
【図５】加圧ロールの配置の仕方について示すもので、（ａ）はその加圧ロールがない無加圧時の状態を示す要部説明図、（ｂ）はその加圧ロールを配置した場合の状態を示す要部説明図。
【図６】実施の形態２に係る定着装置を示す概要図。
【図７】加熱定着ベルトと電磁誘導加熱装置の関係とその動作状態とを示す概略説明図。
【図８】加圧ロールの配置状態を示す要部説明図。
【図９】実施の形態３に係る転写同時定着装置及びその装置を適用した画像形成装置を示す概要図。
【図１０】加熱中間転写ベルトと電磁誘導加熱装置と磁束収集体との関係とその動作状態とを示す概略説明図。
【図１１】加圧ロールの配置状態を示す要部説明図。
【図１２】加熱中間転写ベルトから洩れる磁束密度を測定する際の測定状態を示す説明図。
【図１３】（ａ）は磁束収集体である強磁性体の有無により加熱中間転写ベルトから洩れ出る各磁束密度を測定した結果を示す図表、（ｂ）は強磁性体の有無と強磁性体の加熱中間転写ベルトとの間隔の違いによる力率を測定した結果を示す図表。
【図１４】実施の形態４に係る転写同時定着装置及びその装置を適用した画像形成装置を示す概要図。
【図１５】加熱中間転写ベルトと電磁誘導加熱装置と磁束収集体との関係とその動作状態とを示す概略説明図。
【図１６】加圧ロールの配置状態を示す要部説明図。
【図１７】実施の形態５に係る磁束収集体の構成を示す要部概要図。
【図１８】加熱中間転写ベルトの速度変更によるそのベルトの移動距離とそのベルト表面温度の変化との関係を測定した結果を示すグラフ図。
【図１９】実施の形態６に係る定着装置を示す概要図。
【図２０】加熱定着ベルトと電磁誘導加熱装置と磁束収集体の関係とその動作状態とを示す概略説明図。
【図２１】実施の形態６に係る定着装置の他の構成例を示す概要図。
【図２２】実施の形態７に係る転写同時定着装置を示す概要図。
【図２３】加熱中間転写ベルトと電磁誘導加熱装置と磁束収集体の関係とその動作状態とを示す概略説明図。
【図２４】実施の形態７に係る転写同時定着装置の他の構成例を示す概要図。
【図２５】従来の加熱加圧装置を示す概要図。
【図２６】従来の加熱用ベルトの回転速度を変更した場合におけるベルトの表面温度の推移の違いを示す概略説明図。
【符号の説明】
【０１１０】
１…加熱加圧装置、１０…定着装置、１１…加熱定着ベルト（加熱用ベルト２）、１１ｂ，２１ｂ…電磁誘導発熱層（導電層）、１２…バックアップ支持ロール（支持体３）、１４…加圧ロール（加圧体４）、１５，２６…電磁誘導加熱装置（加熱手段５）、１６，２７…励磁コイル、１７，２８…電源、２０…転写同時定着装置、２１…加熱中間転写ベルト（加熱用ベルト２）、４０…非電磁誘導加熱性の磁束収集体、Ｔ…トナー像（未定着像）、Ｐ…記録用紙（記録媒体）、Ｎ…ニップ部、Ａ，Ｃ…ベルトの周回移動方向、Ｈ…変動磁界（磁束）、Ｋ１…加圧ロールとベルトの接触点、Ｋ２…支持ロールとベルトの接触点、Ｗ…磁束収集体の幅、Ｄ…磁束収集体のベルトとの間隔、J…磁束収集体の変位量。
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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